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3.1晶界与多滑移的影响
塑性单晶的循环损伤机理大致可适用于高纯多晶金属材料近表面晶粒的变形
PSBs可以出现在金属材料的内部。Winer等人的研究发现在应变幅为10-4时,PSBs固定在单滑移系上
PSBs可以穿越小角晶界,但是大角晶界对其影响较大
PSBs的形成对循环应力应变曲线有着显著的影响,粗晶铜的饱和应力应变曲线会出现低循环应变硬化区域,对应着的微观机理就是材料的体积不断被PSBs占据。而PSBs又承当着主要的塑性应变
3.1.1 FCC 的单晶与多晶
对于FCC晶体而言,多滑移条件下未必会出现PSBs,当出现双滑移(duplex slip)时,应力应变曲线的平台段都会变得不那么显著,此外促进多滑移和交滑移的位错排布,如labyrinth structure 依然会出现
对单晶多滑移的研究有助于理解多晶的循环响应
对于多数FCC金属的循环应力应变曲线都可以近似地用塑性应变幅的幂函数表达:
Δσ/2 = k(Δεpl)nf
上述针对多晶材料的循环应力应变曲线可以通过乘以Taylor 因子 MT 运用到单晶体上
FCC多晶材料CSS曲线平台段的缺失(没有出现平台段)的现象与单晶多滑移的情况接近
有两个因素决定了多晶FCC金属和单晶单滑移的区别:
1) 多晶材料中的晶粒取向各异
2)多晶材料中相邻晶粒的弹性和塑性变形的失配造成的局部多轴加载和处于主导位置的多滑移
对于细晶多晶FCC金属而言,这两个因素会导致多滑移变形,与单晶多滑移的循环响应类似
对于粗晶多晶FCC金属而言,这两个因素并未主导循环响应,因此,大多数晶粒并没有处在极射投影中标准三角形的边上
因此粗晶FCC金属的循环应力应变曲线中会出现平台段,即更低的循环应变硬化速率
3.1.2 织构的影响
多晶FCC金属中单个晶粒中滑移类型的不同会在循环加载中加强织构的影响
织构与加载轴共轴的情况下会促进循环硬化,而随机织构会表现出更“软”的CSS曲线
晶体织构的作用较晶粒尺寸的影响更大
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GMT+8, 2024-5-19 15:59
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