晶界与孪晶界疲劳损伤机制

         
 
 
    系统地研究了具有单、双和多滑移组元晶体取向的平行、垂直和倾斜晶界铜双晶体的循环应力 -
应变响应、循环饱和位错组态、驻留滑移带与晶界的交互作用、沿晶和穿晶疲劳开裂机理以及疲劳寿
命,同时还开展了关于普通晶界与退火孪晶界疲劳开裂机制的研究,主要取得如下研究结果:
  提出了平行晶界铜双晶体取向因子的计算方法,建立了晶界疲劳强化模型。发现铜双晶体的循环应
    力 - 应变曲线特征与其组元晶体的取向、晶界与应力轴的交角及晶界性质密切相关。
  系统地比较了各种不同大角度晶界和小角度晶界疲劳裂纹萌生的可能性,发现沿晶界疲劳裂纹萌生
    强烈依赖于驻留滑移带与晶界的交互作用:提出了平行、垂直、倾斜和全包围晶界铜双晶体及含小
    角度晶界铜多晶体的疲劳裂纹萌生的难易顺序为:小角度晶界、驻留滑移带、大角度晶界。
  通过设计双晶体中组元晶体的取向和晶界与应力轴的交角和观察驻留滑移带与晶界之间的交互作
    用,从实验上证实了德国Christ教授提出的晶界疲劳开裂几何模型的不合理性,并进一步发展了沿
    晶疲劳开裂机制。
  通过系统地对纯铜,铜锌和铜铝合金中普通大角晶界、退火孪晶界疲劳裂纹萌生机制的研究,确定
    了疲劳裂纹萌生的难易顺序为:退火孪晶界、剪切带、滑移带、普通大角晶界。
    上述关于各种单晶体与晶界/孪晶界疲劳损伤机制方面的研究成果在Prog. Mater. Sci.Acta Mater、
Philos. Mag. (Lett.)等刊物上发表SCI论文30余篇。研究成果在2004年获辽宁省“自然科学二等奖”;
关于铜双晶体疲劳损伤晶界效应方面的工作获2000年“全国百篇优秀博士学位论文奖”。由于在双
晶体材料循环变形与疲劳损伤机理方面系统的研究工作,2006年应Progress in Materials Science刊物主
Arzt教授的邀请,为该刊物撰写长篇综述论文(Zhang ZF and Wang ZG, Grain boundary effects on cyclic
deformation and fatigue damage, Prog. Mater. Sci, 53 (2008) 1025-1099)