面心立方晶体循环变形规律

系统地研究了典型面心立方金属晶体如Cu、Au、Ag、Al、Cu-Al、Cu-Ni的循环应力-应变响应与疲
劳位错组态的关系,从元素类型和晶体取向两方面揭示了不同面心立方晶体材料循环应力-应变曲线、
表面滑移形貌以及饱和位错组态之间的内在关联与普遍规律,主要取得如下结果:
  系统研究了单滑移、双滑移和多滑移取向Ag单晶体的循环形变行为,建立了Ag单晶体取向与循环应
    力-应变曲线和微观位错组态之间的关系,通过Cu、Ni、Ag三种典型面心立方金属的对比,提出如
    下判断:取向对Cu、Ni和Ag等中等层错能(10mJ/m2sf<100mJ/m2)面心立方晶体循环形变行为的影
    响可以分为三个区域:中心区、[001]区以及[111]区。
  发现Cu、Ni、Ag三种单滑移取向单晶体的循环应力-应变曲线都有典型的饱和平台行为出现,其平
    台应力值分别为50MPa、28MPa和20MPa。同时,将循环应力-应变曲线划分为三个区域:A、B以及
    C区。在低应变幅的A区,无论是Cu、Ni还是Ag,对应形成的饱和位错组态都是脉络结构;平台区
    B主要是位错梯或位错墙结构;而在高应变幅的C区,饱和位错组态进一步演变为迷宫或胞结构。
  发现具有高层错能sf≈200mJ/m2)的Al单晶体和高Al含量Cu-Al合金晶体的循环应力-应变曲线均未
    出现平台现象,其微观位错结构也未发现有几类典型的位错组态形成,揭示了具有高层错能面心立
    方晶体循环应力-应变响应与微观位错组态的关系。
  从元素和晶体取向两个方面揭示了影响各种面心立方晶体循环形变行为与微观位错组态关系的物理
    本质:1)建立了晶体取向对面心立方金属Cu、Ni和Ag晶体循环形变行为与位错组态关系,提出晶
    体取向对单晶体循环变形微观上影响的本质因素为弹性模量,通过与位错组态形成与演化的内在机
    理相结合,进一步揭示了典型区域(中心区、[001]区和[111]区)位错组态形成原因的物理本质;
    2)提出不同面心立方晶体层错能的不同,使其在循环变形过程中外加应力对具体晶体中位错的束
    集程度造成差别,结合晶体的柏氏矢量与弹性模量的关系,并给出了判断在各种典型面心立方晶体
    中规则低能位错组态形成与否的判据。