合金材料拉伸滑移变形的实验机理研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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合金材料拉伸滑移变形的实验机理研究

项目名称：合金材料拉伸滑移变形的实验机理研究
项目类别：面上项目
批准号：10372098
申请代码：A020316
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2004-01-01-2006-12-31

项目负责人：张青川
负责人职称：教授
依托单位：中国科学技术大学
批准年度：2003

中文摘要：

在合金材料的拉伸实验中，当加载应变率降低到材料中溶质原子的扩散速度与塑性变形导致的位错滑移速度相当时，会产生塑性失稳，导致加载应力呈锯齿型变化，产生滑移带变形和传播现象。而滑移带的形成、演化与传播机理至今仍未解明。弄清导致这些现象的机理，不仅会推动金属物理学向前发展，统一微观位错与溶质原子的相互作用与细观晶粒晶界间的变形关系和宏观动态滑移变形的表现，而且对于指导设计和开发新型轻质高强度合金材料无疑具有重大的现实意义。本项目在申请者提出并成功地用动态电子散班干涉观察到宏观滑移带动态变形的基础上，建立新的显微测试系统，着重观察研究发生在多晶材料中晶粒内和晶界间的滑移变形和雪崩式滑移现象，了解动态滑移在晶粒中和晶界上的分布表现。通过数值模拟，建立失稳模型，以探讨微细观行为和宏观表现的联系。

中文主题词：锯齿形屈服；塑性失稳；剪切带；Portevin-Le Cha

英文摘要：

Serrated fielding; plastic ins

英文主题词： Serrated fielding; plastic ins

结论摘要：

合金材料锯齿形塑性失稳（PLC效应）严重影响其性能，与锯齿相伴随的剪切带的形成、演化与传播机理至今仍未解明。研究这些现象的机理，对于指导设计和开发新型轻质高强度合金材料具有现实意义。本项目研究建立起多尺度实验观察平台，在线观察了不同尺度下剪切变形带内的变形分布，分析了在不同加载应变率下剪切带的形成与传播规律，统计分析了锯齿发生时的临界应变、锯齿跌幅和周期；用高速（1000Hz）散斑干涉和数字相关技术，捕捉和定量分析了不同类型带的成核过程，观察到与传统概念不同的一些实验新现象，例如步进间隔小于带宽并反比于加载应变率的脉动剪切带；热处理控制合金材料中溶质原子浓度和析出相纳米颗粒比例，得到不同锯齿幅度、周期以及临界应变的加载曲线，结果显示析出相颗粒也是影响动态应变时效的重要因素；通过对大量锯齿形实验曲线的统计分析，开展了PLC效应中的混沌分叉和临界自组织效应研究；建立了基于溶质原子与位错集团相互作用的宏观物理力学模型，模拟与实验相吻合。部分结果已在Acta Materlia, Scripta Materlia, Int. J. Plast., Europhys. Lett.等杂志上发表。

成果综合统计