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电沉积纳米晶镍的结构及力学性能
  • ISSN号:0254-6051
  • 期刊名称:《金属热处理》
  • 时间:0
  • 分类:TB383[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]南京工程学院材料工程学院,江苏南京211167
  • 相关基金:国家自然科学基金(51205183);江苏省自然科学基金(BK2012475)
中文摘要:

采用脉冲电沉积法制备了单峰晶粒尺寸分布纳米晶镍,利用室温单向拉伸试验对比评价了电沉积粗晶镍、单峰晶粒尺寸分布纳米镍和双峰晶粒尺寸分布纳米镍的力学性能,并结合断口的TEM、SEM及数字图像法(DIC)分析揭示了其变形机制。结果表明,相对粗晶镍而言,纳米晶镍的抗拉强度显著提升,但断后伸长率显著降低,且其力学行为与晶粒尺寸分布有关。与单峰纳米镍相比,双峰分布纳米晶镍能够在保留高强度的同时显著提高其塑性。平均晶粒尺寸为51.2nm的双峰纳米镍抗拉强度较平均晶粒尺寸为19.3nm的单峰纳米镍抗拉强度仅降低15MPa,而断后伸长率却提高了2.2倍。双峰纳米镍的变形过程随着应变的增大逐渐由位错滑移机制为主导向晶界滑移、扩散机制为主导转变,最终引起局部剪切带的形成并导致材料的软化与断裂。

英文摘要:

The nanocrystalline Ni with unimodal grain size distribution was prepared by pulse electrodeposition method. The mechanical properties of the electrodeposition coarse crystalline Ni, the unimodal grain size distribution nanocrystalline Ni and the bimodal grain size distribution nanocrystalline Ni were comparatively evaluated with the simple tension tests at room temperature. The deformation mechanisms were discussed based on the TEM, SEM and digital image correlation method (DIC) analysis of the fracture. Results show that the tensile strength of nanocrystalline Ni increases significantly while the ductibility decreases significantly compared with those of the coarse crystalline Ni. Moreover, the grain size distribution has great effects on the mechanical behaviors of the nanocrystalline Ni. The bimodal grain size distribution nanocrystalline Ni with mean size of 51.2 nm has excellent tensile strength as well as enhanced ductibility in comparison with the unimodal grain size distribution nanocrystalline Ni with mean size of 19.3 nm. The corresponding tensile strength only decreases by 15 MPa while the percentage elongation after fracture increases 2.2 times. The dominant deformation mechanism of the bimodal grain size distribution nanocrystalline Ni changes from the dislocation gliding process to the grain-boundary sliding and diffusion process with the increase of strain. As a result, the local shear zones are induced and lead to the softening and fracture of the materials.

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期刊信息
  • 《金属热处理》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国机械工业联合会
  • 主办单位:北京机电研究所 中国机械工程学会热处理学会 中国热处理行业协会
  • 主编:徐跃明
  • 地址:北京海淀区学清路18号 国家机械工业局北京机电研究所内
  • 邮编:100083
  • 邮箱:jsrcl@vip.sina.com
  • 电话:010-62935465 82415083
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-6051
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1860/TG
  • 邮发代号:2-827
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊一等奖,1996-1998机械工业优秀期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,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:19186