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Zr-4合金压缩形变行为的研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG146.414[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]中国工程物理研究院核物理与化学研究所,绵阳621999
  • 相关基金:中国博士后科学基金(批准号:2012M521715); 国家自然科学基金(批准号:91126001,11105128,51231002)资助的课题,感谢四川大学材料科学与工程学院的黄雪飞博士在TEM实验方面的帮助和指导:感谢清华大学材料学院章丹丹老师在EBSD测试方面的讨论.
中文摘要:

密排六方结构的Zr呈现弹塑性各向异性,轧制工艺会使材料内部产生晶间应力.准确地评估Zr合金内部的晶间应力分布并明确其微观形变机制,对其服役能力和使用寿命的准确评判具有重要的科学意义和应用价值.利用中子原位衍射技术结合弹塑性自洽(EPSC)模拟分析了Zr-4合金的压缩形变行为,加载方式为沿轧板厚度方向压缩.研究中辅以非原位的背散射电子衍射测试进行织构演化分析及透射电镜(TEM)测试分析缺陷形态.EPSC模拟可以定量地给出不同形变量下的形变机制,并且计算结果可由TEM实验佐证.研究表明:当形变量较小(〈0.55%)时,柱面{101^-0}〈112^-0〉(〈a〉型)滑移起主导作用;随着塑性形变量的增加,锥面滑移的作用增强,且锥面{101^-1}〈112^-3〉(〈c+a〉型)滑移的作用大于柱面{101^-0}〈112^-0〉(〈a〉型)滑移,少量的锥面{101^-1}〈112^-0〉(〈a〉型)和{101^-2}〈112^-0〉(〈a〉型)滑移也存在.

英文摘要:

Zirconium(Zr) has a hexagonal close-packed crystal structure, which exhibits elastic and plastic anisotropy. Internal stresses can be easily generated in the rolling process and the subsequent plastic deformation process. It is critical to evaluate the internal stresses and the deformation mechanisms of Zr alloy materials. The deformation behaviors of Zr alloy influence directly its service life and safety. In this work, compression deformation behaviors of zircaloy-4(Zr-4)alloy have been studied by the in situ neutron diffraction technique combined with the elastic-plastic self-consistent(EPSC) simulation. A compressive external load is applied along the thickness direction of the rolled plate, which is called through-thickness compression. Electron back-scattered diffraction is used to analyze the texture evolution during the plastic deformation. Transmission electron microscopy(TEM) is used to measure the distribution of the defects in the deformed sample. The EPSC simulation provides the deformation mechanism quantitatively by fitting the in situ neutron diffraction data, and the simulated results is confirmed by the TEM observations. Results show that when the true strain is small(less than 0.55%), prismatic {101^-0}〈112^-0〉(〈a〉type) slip dominates; however, as the plastic strain is increased, the percentage of pyramidal {101^-1}〈112^-3〉(〈c+a〉 type) slip becomes larger than that of prismatic{101^-0}〈112^-0〉(〈a〉type) slip, and the pyramidal {101^-1}〈112^-0〉(〈a〉 type) slip and pyramidal {101^-2}〈112^-0〉(〈a〉type)slip may exist.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876