晶粒尺寸对纯铜冲击性能及其断裂机制的影响研究

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作者 刘克张 李建生 +4 位作者 鹿宪珂 徐祖缘 王晓震 赵禹 孙宇峰 《热加工工艺》 北大核心 2025年第11期152-156,共5页

通过调节退火工艺,制备出具有不同晶粒尺寸的纯铜样品,研究了晶粒尺寸对纯铜冲击功及断裂机理的影响。通过夏比冲击试验获得相关冲击吸收功,对冲击前后的样品进行了微观结构和形貌的表征。结果表明:随着晶粒尺寸由9μm逐渐增大至3009μm... 通过调节退火工艺,制备出具有不同晶粒尺寸的纯铜样品,研究了晶粒尺寸对纯铜冲击功及断裂机理的影响。通过夏比冲击试验获得相关冲击吸收功,对冲击前后的样品进行了微观结构和形貌的表征。结果表明:随着晶粒尺寸由9μm逐渐增大至3009μm,纯铜样品的冲击功由5.61 J逐渐降低至3.38 J,呈现出典型的负相关趋势。具有相同体积的纯铜组织,晶粒尺寸越小,其晶界密度越高,在冲击变形过程中会导致更多额外的位错在晶界处塞积,大部分的冲击动能被转化为变形存储能。同时这些塞积了大量位错的晶界,在进一步冲击变形过程中容易萌生微孔洞,通过微孔聚集型机制诱发产生更为细小的韧窝。 展开更多

关键词 多向热锻 晶粒尺寸 冲击性能 位错塞积 韧窝

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TA15钛合金热压缩变形位错演化分析 被引量：3

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作者 丁永根 孙建辉 +2 位作者 李萍 闻瑶 薛克敏 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期58-62,66,共6页

采用Gleeble—3500热模拟压缩试验机对TA15钛合金进行等温恒应变速率压缩实验,并应用材料分析测试技术(XRD与TEM)和相关定量计算理论(XRD线形傅氏分析法)分析其热压缩变形过程中的位错演化。结果表明,TA15钛合金热压缩变形过程中位错类... 采用Gleeble—3500热模拟压缩试验机对TA15钛合金进行等温恒应变速率压缩实验,并应用材料分析测试技术(XRD与TEM)和相关定量计算理论(XRD线形傅氏分析法)分析其热压缩变形过程中的位错演化。结果表明,TA15钛合金热压缩变形过程中位错类型主要为柱面(1010)、基面(0002)、锥面(1011)和(110)β面位错,位错密度均在1013~1014 cm-2范围内。当变形温度为950℃且变形量为40%时,随着应变速率的提高,柱面(1010)和(110)β面位错密度几乎不变;当变形量升至60%时,随应变速率的提高,各晶面的位错密度均显著降低。当应变速率为1s-1时,随变形量的增加,平均晶格应变和位错密度均减小;当变形量为60%时,晶格应变降到0.116%~0.138%,位错密度减小到(1.1~1.7)×1014 cm-2。在(α+β)两相区出现了由位错形成的"微观变形带"及位错胞结构;在β单相区板条状马氏体α'相内部位错密度较低,形成位错塞积群,且在位错塞积群和马氏体α'相之间形成高度的应力集中。 展开更多

关键词 TA15钛合金 位错演化 晶格应变 微观变形带 位错塞积群

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考虑应力梯度效应的金属微梁屈服模型研究

3

作者 张旭 秦聪 +1 位作者 屈腾飞 马竞 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1025-1036,共12页

一系列微加载测试结果表明,金属微梁的弯曲强度会随着材料外部几何特征尺寸的减小而显著升高,呈现出明显的尺寸相关性.基于位错塞积模型,探讨了纯金属单晶微梁的初始屈服应力,并提出了描述其尺寸相关性行为的关键内禀特征长度.通过综合... 一系列微加载测试结果表明,金属微梁的弯曲强度会随着材料外部几何特征尺寸的减小而显著升高,呈现出明显的尺寸相关性.基于位错塞积模型,探讨了纯金属单晶微梁的初始屈服应力,并提出了描述其尺寸相关性行为的关键内禀特征长度.通过综合分析现有的微梁弯曲实验及其离散位错动力学数值模拟结果,并考虑到位错-自由表面交互作用的影响,提出了一种仅涉及位错源的位错塞积构型.在此构型下,对线性应力梯度作用下的位错塞积行为进行了连续性分析,并建立了一个由位错源主导的应力梯度屈服模型.该模型有效地解释了微梁初始屈服应力的尺寸相关性,并与实验结果一致.研究结果表明,针对外部几何特征尺寸在数微米及以下的纯金属单晶微梁,位错塞积行为是其尺寸相关性行为的主导机制,而且刻画这种行为需要两个内禀特征长度参数,即位错源长度和位错塞积长度.为解释非均匀加载条件下微尺度晶体材料屈服应力的尺寸相关性行为,特别是纯金属单晶微梁,提供了新的视角. 展开更多

关键词 位错塞积 应力梯度 屈服应力 尺度效应

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玉米种子内部机械裂纹产生与扩展的微观机理 被引量：17

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作者 张新伟 李心平 +2 位作者 杨德旭 刘德军 高连兴 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期72-76,共5页

应用Cottrell位错塞积模型分析了玉米种子内部机械裂纹产生机理,采用Griffith能量平衡理论和分形几何理论推导了机械裂纹扩展速度与扩展路径维数计算公式,并对内部机械裂纹扩展速率进行分形分析。结果表明:当玉米种子局部所受应力达到... 应用Cottrell位错塞积模型分析了玉米种子内部机械裂纹产生机理,采用Griffith能量平衡理论和分形几何理论推导了机械裂纹扩展速度与扩展路径维数计算公式,并对内部机械裂纹扩展速率进行分形分析。结果表明:当玉米种子局部所受应力达到一定时,其内部即产生机械裂纹;根据玉米种子内部机械裂纹扩展运动学公式,内部裂纹扩展宏观速度小于分形扩展速度;由玉米种子内部机械裂纹扩展路径的分形维数公式求出其维数为1.139 5;淀粉颗粒尺寸相同时,裂纹沿淀粉颗粒扩展的速率最快。 展开更多

关键词 玉米种子 机械裂纹 Cottrell位错塞积模型 Griffith能量平衡理论 分形几何理论

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冲击载荷对无烟煤微观孔隙的作用机理 被引量：2

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作者 王以贤 梁为民 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期87-97,共11页

为了研究冲击载荷对无烟煤微观孔隙的作用机理、提高煤层气的开发效果,以山西沁水煤田成庄矿无烟煤为研究对象,利用霍普金森冲击系统分别对垂直、平行、45°斜交层理方向煤样实施冲击载荷模拟实验,根据冲击载荷前后压汞、低温液氮... 为了研究冲击载荷对无烟煤微观孔隙的作用机理、提高煤层气的开发效果,以山西沁水煤田成庄矿无烟煤为研究对象,利用霍普金森冲击系统分别对垂直、平行、45°斜交层理方向煤样实施冲击载荷模拟实验,根据冲击载荷前后压汞、低温液氮和电镜扫描测试数据,分析了冲击载荷对无烟煤微观孔隙的作用规律与特点,进一步探究了冲击载荷对无烟煤微观孔隙的作用机理。研究结果表明:①冲击载荷能增大孔径和孔容,改善孔隙结构,提高孔隙连通性,增强瓦斯扩散、渗流与运移速度,并存在冲击载荷的最佳改善效果,不同方向最佳改善效果所对应的冲击载荷大小不同;②最佳改善效果以前的冲击载荷改善孔隙结构及渗透特征,最佳改善效果以后的冲击载荷增加微孔、堵塞中大孔、整体劣化孔隙孔渗特征;③冲击载荷对煤样的破坏模式可以分为两种——一种是始于微晶结构、基于位错塞积效应的破坏模式,另一种是始于宏观孔隙、基于煤基质破碎的破坏模式。结论认为,该研究成果对于进一步认识煤层气产气机理、产气特征及其控制因素具有重要的理论意义,对经济有效地开采煤层气具有现实意义及推广价值。 展开更多

关键词 冲击载荷 无烟煤 微观孔隙 作用机理 位错塞积 沁水煤田

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沿晶界疲劳开裂机理(英文) 被引量：1

6

作者 张哲峰 王中光 师昌绪 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 2004年第2期270-275,共6页

采用扫描电镜电子通道衬度 (SEM ECC)技术 ,系统地研究了铜晶体中各种不同晶界的疲劳开裂行为 .直接的观察证据表明 :各种随机大角度晶界的疲劳开裂归因于驻留滑移带对晶界的撞击作用及随后的位错塞积 ;而当驻留滑移带能够连续穿过小角... 采用扫描电镜电子通道衬度 (SEM ECC)技术 ,系统地研究了铜晶体中各种不同晶界的疲劳开裂行为 .直接的观察证据表明 :各种随机大角度晶界的疲劳开裂归因于驻留滑移带对晶界的撞击作用及随后的位错塞积 ;而当驻留滑移带能够连续穿过小角度晶界时 ,则不产生位错塞积和萌生沿晶界疲劳裂纹 .沿晶界疲劳开裂与否与驻留滑移带和晶界的交互作用方式密切相关 ,而与晶界结构本身无关 . 展开更多

关键词 晶界 疲劳裂纹 驻留滑移带 位错塞积

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Ti-50.59%(原子分数)Ni形状记忆合金微观组织结构分析

7

作者 刘晓山 何国求 +1 位作者 陈成澍 殷俊林 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期3333-3336,共4页

对Ti-50.59%(原子分数)Ni形状记忆合金用扫描电镜(SEM)观察了其断口组织形貌,发现了韧窝、撕裂带,认为该合金具有一定的韧性;用透射电镜(TEM)观察了合金的内部组织结构,发现了位错塞积、形变亚晶界、马氏体片以及孪晶,认为位错对合金的... 对Ti-50.59%(原子分数)Ni形状记忆合金用扫描电镜(SEM)观察了其断口组织形貌,发现了韧窝、撕裂带,认为该合金具有一定的韧性;用透射电镜(TEM)观察了合金的内部组织结构,发现了位错塞积、形变亚晶界、马氏体片以及孪晶,认为位错对合金的马氏体相变具有重要的作用,马氏体间的应力集中将产生微裂纹. 展开更多

关键词 TINI形状记忆合金 微观结构 韧窝 位错塞积 马氏体片

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反平面残余应力作用下压电体界面裂尖分析

8

作者 肖万伸 张俊兰 谢超 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期60-65,共6页

研究了在反平面残余应力作用下,双相压电体界面裂纹的裂纹尖端撕开位移COD和裂纹尖端位错塞积群的数量问题.运用Riemann-Schwarz解析延拓技术与复势函数奇性主部分析方法,获得了该问题的一般解答.数据结果表明,压电效应对界面裂纹尖端... 研究了在反平面残余应力作用下,双相压电体界面裂纹的裂纹尖端撕开位移COD和裂纹尖端位错塞积群的数量问题.运用Riemann-Schwarz解析延拓技术与复势函数奇性主部分析方法,获得了该问题的一般解答.数据结果表明,压电效应对界面裂纹尖端撕开位移和裂纹尖端位错塞积群的数量的影响不大,可以忽略不计,两种材料属性的差异对界面裂纹尖端撕开位移和裂纹尖端位错塞积群的数量的影响比较明显. 展开更多

关键词 残余应力 压电体 界面裂纹尖端撕开位移 螺型位错塞积群 裂纹尖端应力强度因子

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基于RA/AF的高温后砂岩破裂特征识别研究 被引量：26

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作者 葛振龙 孙强 +1 位作者 王苗苗 赵春虎 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期176-183,共8页

开展岩石高温损伤破裂信息识别研究对地热开发和煤炭地下气化等具有重要的指导意义。通过不同高温处理后砂岩在破坏过程中声发射参数RA(上升时间/振幅)和AF(平均频率)值变化,研究高温后砂岩内部不同类型裂纹的发展演化规律。结果表明:... 开展岩石高温损伤破裂信息识别研究对地热开发和煤炭地下气化等具有重要的指导意义。通过不同高温处理后砂岩在破坏过程中声发射参数RA(上升时间/振幅)和AF(平均频率)值变化,研究高温后砂岩内部不同类型裂纹的发展演化规律。结果表明:砂岩在整个加载过程中以拉张裂纹为主,当加载应力超过峰值应力的80%后,剪切裂纹所占比例迅速增大,可将此作为砂岩发生破坏的前兆;当加热温度超过600℃时,剪切裂纹所占比例上升,超过800℃,剪切裂纹所占比例迅速下降,600℃和800℃可作为砂岩损伤突变的阈值温度;高温后位错塞积现象增多,砂岩塑性特征增强,拉张裂纹所占比例增大。研究成果将对高温作用后岩石破裂失稳前兆信息的识别提供重要的理论基础。 展开更多

关键词 高温 声发射 RA值 AF值 位错塞积

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光学显微术研究激光晶体Nd:GdVO4

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作者 孙建亮 张吉果 陶绪堂 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期262-265,共4页

报道用光学显微技术观察Czochralski方发生长的新型激光材料Nd:GdVO4晶体中的生长缺陷的种类、形态和分布.这些缺陷包括:包裹物,色心,开裂,台阶面,位错,小角晶界和位错塞积群.讨论了这些缺陷的形成原因,提出了减少生长缺陷的措施.

关键词 ND:GDVO4晶体 包囊物 位错 小角晶界 位错塞积群

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Al-8.8Zn-1.4Mg-0.5Cu-0.1Sc-0.1Er-0.1Zr合金的热变形行为及热加工图 被引量：3

11

作者 邢清源 何维维 +1 位作者 王海龙 杨守杰 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期75-82,共8页

采用Gleeble-3800型热模拟试验机对Al-8.8Zn-1.4Mg-0.5Cu-0.1Sc-0.1Er-0.1Zr合金在变形温度380~440℃,应变速率0.01~10s-1,变形量45%,60%条件下进行等温压缩试验,研究了该合金的热变形行为,构建了变形本构方程和基于动态材料模型的热加... 采用Gleeble-3800型热模拟试验机对Al-8.8Zn-1.4Mg-0.5Cu-0.1Sc-0.1Er-0.1Zr合金在变形温度380~440℃,应变速率0.01~10s-1,变形量45%,60%条件下进行等温压缩试验,研究了该合金的热变形行为,构建了变形本构方程和基于动态材料模型的热加工图,确定了最佳热加工工艺参数区间,并对特征区的组织进行了分析。结果表明:试验合金的等温压缩过程具有等温流变特征、正应变速率和负温度敏感性;在试验范围内最佳的热加工工艺参数为变形温度425~440℃、应变速率0.01~0.02s-1;合金的失稳区主要发生在大变形量、低变形温度、高应变速率条件,组织中位错塞积和绝热剪切带的出现是试验合金发生失稳的主要原因。 展开更多

关键词 铝合金 等温压缩 本构方程 热加工图 位错塞积 绝热剪切带

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纳观界面应力集中对复合晶粒断裂应力的影响 被引量：2

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作者 杜志鸿 倪新华 +2 位作者 刘协权 于金凤 吴永胜 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期118-124,共7页

为了准确分析纤维增强复合陶瓷内复合晶粒力学性能,提出了一种考虑纳观界面应力集中效应的复合晶粒强度预测方法.基于纤维增强复合陶瓷的显微结构特征,考虑纳米纤维间的相互作用,应用有效自洽法确定纳观界面模型的有效应力场;假设纳观... 为了准确分析纤维增强复合陶瓷内复合晶粒力学性能,提出了一种考虑纳观界面应力集中效应的复合晶粒强度预测方法.基于纤维增强复合陶瓷的显微结构特征,考虑纳米纤维间的相互作用,应用有效自洽法确定纳观界面模型的有效应力场;假设纳观界面处基体和纤维间的应力和位移均连续,利用叠加法将单向拉伸应力状态分解为双向均匀拉伸状态和纯剪切应力状态的组合,根据纤维增强复合陶瓷承受横向载荷的位移函数得到纳观界面附近基体和纤维的位移场和应力场,并计算了纳观界面产生的应力集中因子,综合考虑了复合晶粒内纳观界面和位错塞积相互作用导致的应力集中效应,建立了纤维增强复合陶瓷中复合晶粒的断裂应力预报模型.分析了增强纤维半径和体积分数对复合晶粒断裂应力的影响,结果表明:增强纤维半径越小,断裂应力越大,复合晶粒强度越高,且增强纤维半径大于50 nm后,半径大小对复合晶粒断裂应力影响较小;纤维体积分数越大,断裂应力越小,复合晶粒越易发生破坏. 展开更多

关键词 断裂应力 复合晶粒 纳观界面 位移函数 应力集中因子 位错塞积

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