TA5钛合金激光与电子束焊接组织及性能对比研究

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作者 雷小伟 廖志谦 +7 位作者 吕逸帆 高福洋 刘希林 吴浩然 李渤渤 马照伟 郝健 袁飞 《热加工工艺》 北大核心 2025年第6期153-158,共6页

采用10 mm厚TA5钛合金,进行大功率光纤激光“匙孔”焊接及高压电子束焊接工艺研究。结果表明,激光和电子束焊接均可得到成型优良的“匙孔”接头,电子束焊接线能量密度更高。两种工艺均可实现焊缝正面光滑成型,但焊缝背部成型激光焊接更... 采用10 mm厚TA5钛合金,进行大功率光纤激光“匙孔”焊接及高压电子束焊接工艺研究。结果表明,激光和电子束焊接均可得到成型优良的“匙孔”接头,电子束焊接线能量密度更高。两种工艺均可实现焊缝正面光滑成型,但焊缝背部成型激光焊接更优。两种工艺均实现了深宽比>2∶1的高能束形貌焊缝截面,电子束深宽比更大。激光焊焊缝区形貌为典型的“束腰”形,而电子束焊缝区为典型的“I”形貌。通过ABAQUS仿真,印证了两种焊接方法焊缝截面形态的差异。两种焊缝区柱状晶区明显,各原始β柱状晶区为典型的的竞争生长模式,焊缝区主要为典型α型钛合金焊缝形貌,即锯齿状α混合点状β。两种工艺焊接焊缝的射线检测和渗透检测均满足无损检测标准要求。激光焊接和电子束焊接头强度分别达到800、700 MPa以上,两种工艺弯曲测试能够满足标准。硬度检测显示,焊缝区硬度略有升高,但完全能够满足钛合金焊接接头硬度变化范围的标准要求。 展开更多

关键词 TA5钛合金 激光焊接 电子束焊接

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一步法制备多孔炭/聚苯胺/二氧化锰三元复合材料及其电化学性能研究 被引量：1

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作者 杜娟 杨少丹 +3 位作者 康乐 张国赏 周延军 杨冉 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期170-174,179,共6页

利用化学法在商用多孔碳(AC)材料基底表面一步合成包覆了聚苯胺(PANI)/MnO_(2)复合材料,分别针对pH、温度、搅拌速度、反应时间及苯胺与高锰酸钾的摩尔比这5个因素开展了四水平的正交试验,利用极差分析方法对正交试验结果进行分析,得到... 利用化学法在商用多孔碳(AC)材料基底表面一步合成包覆了聚苯胺(PANI)/MnO_(2)复合材料,分别针对pH、温度、搅拌速度、反应时间及苯胺与高锰酸钾的摩尔比这5个因素开展了四水平的正交试验,利用极差分析方法对正交试验结果进行分析,得到具有高比容量的多孔碳/PANI/MnO_(2)(CMP)三元复合材料的优水平制备条件;利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和电化学工作站等手段对优水平条件下制备的三元复合材料的物理形貌、组成结构和电化学性能进行了分析。结果表明:混合生成的PANI和MnO_(2)以絮状产物包覆在AC基底表面,制备的三元复合材料在6mol/L KOH溶液中表现出明显的赝电容特性,其比容量可达336F/g(0.2A/g充放电电流密度,基于CMP质量),0.5A/g电流密度下充放电测试10000圈后比容量保持率可以达到90.65%,表现出良好的电化学循环性能。 展开更多

关键词 多孔碳 聚苯胺 二氧化锰 三元复合材料 正交试验 电化学性能 超级电容器

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放电等离子烧结制备Sn微合金化Ti_(3)AlC_(2)/TiAl复合材料的微观组织演变和力学性能

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作者 何鹏 李昕悦 +5 位作者 龙飞 林盼盼 王策 施清清 赵岩 林铁松 《精密成形工程》 北大核心 2025年第3期102-109,共8页

目的采用放电等离子烧结(SPS)法,引入增强相Ti_(3)AlC_(2)制备Ti_(3)AlC_(2)/TiAl复合材料,添加Sn元素进行微合金化并加速复合材料烧结致密化过程,优化TiAl合金的力学性能和高温抗氧化性能,并探索高效制备技术。方法以Ti-48Al-2Cr-2Nb、... 目的采用放电等离子烧结(SPS)法,引入增强相Ti_(3)AlC_(2)制备Ti_(3)AlC_(2)/TiAl复合材料,添加Sn元素进行微合金化并加速复合材料烧结致密化过程,优化TiAl合金的力学性能和高温抗氧化性能,并探索高效制备技术。方法以Ti-48Al-2Cr-2Nb、Ti_(3)AlC_(2)和Sn粉为原料,通过引入2%(质量分数)Sn元素,促进烧结致密化并降低烧结温度,在900~1300℃的温度范围内烧结,研究不同烧结条件下材料的微观组织和力学性能,并对900℃高温抗氧化性能进行评估。结果未添加Sn元素时,复合材料孔隙较多,致密度为92.3%,添加Sn元素后,致密度提高至99.5%。复合材料的抗压强度和压缩率随着烧结温度的升高而增大,在1300℃/50 MPa/10 min℃的烧结条件下,复合材料的抗压强度和压缩率分别达1672 MPa和21.4%。在900℃氧化300 h后,复合材料表面形成致密的Al2O3保护层,阻止O原子进一步向基体扩散,氧化增重仅为1.37%,显著低于Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的2.94%。结论增强相Ti_(3)AlC_(2)的引入和Sn微合金化显著提升了TiAl基复合材料的致密性、力学性能和抗氧化性。SPS技术是一种高效制备高性能TiAl基复合材料的手段,为其在高端装备中的应用提供了新思路。 展开更多

关键词 放电等离子烧结 微合金化 TIAL基复合材料 微观组织 力学性能

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铝钢复合板制油冷器钎焊工艺研究

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作者 何鹏 徐瑞 +7 位作者 龙飞 王策 张峣 施清清 陆青松 林盼盼 林铁松 赵岩 《精密成形工程》 北大核心 2025年第3期9-18,共10页

目的针对不锈钢油冷器存在的制造成本高、导热性能不足、重量过大等问题,开发了基于铝钢复合板材料的油冷器新型钎焊工艺。方法采用4343铝合金钎料,在氮气保护条件下通过连续钎焊工艺(CAB),将铝钢复合板芯板与3003铝合金翅片进行钎焊连... 目的针对不锈钢油冷器存在的制造成本高、导热性能不足、重量过大等问题,开发了基于铝钢复合板材料的油冷器新型钎焊工艺。方法采用4343铝合金钎料,在氮气保护条件下通过连续钎焊工艺(CAB),将铝钢复合板芯板与3003铝合金翅片进行钎焊连接,成功制备出油冷器,系统研究了网带运行速度、钎焊温度等关键工艺参数对油冷器内部连接接头组织及力学性能的影响。结果网带运行速度决定了产品实际连接温度,直接影响了焊合率,网带运行速度与产品内实际连接温度成反比,当网带运行速度过高时,实际连接温度较低,会导致部分钎料无法充分熔化造成虚焊等缺陷;而当网带运行速度过低时,实际连接温度较高,易导致钎料流失与母材熔蚀。同时,当临界温度超过610℃时,复合板保护层Al-Si合金与芯层SPCC钢的界面处形成由τ5相、过渡层与η相所组成的界面反应层,此界面反应层呈金属间化合物脆性质,厚度增加会导致复合板强度降低。结论当网带运行速度为360 mm/min时,油冷器内部钎焊部位无虚焊、空洞等缺陷,铝钢复合板未发生严重的界面反应,油冷器整体焊接质量良好。 展开更多

关键词 铝钢复合板 油冷器 氮气保护连续钎焊 网带传送速度 界面反应

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Cu-Ni-Cr系合金研究现状与发展趋势

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作者 葛文哲 曹书光 +5 位作者 张彦敏 秦亚楠 陈文利 赵傲威 宋克兴 王强松 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期2693-2706,共14页

与Cu-Ni合金相比,Cu-Ni-Cr系合金具有高强度、较强的韧性、抗氧化性以及耐海水腐蚀性等优点,广泛应用于海洋工程中的冷凝器管、阀门及螺旋桨等关键部件。本文主要介绍了Cu-Ni-Cr系合金国内外研究现状,探讨了Cu-Ni-Cr系合金在不同的制备... 与Cu-Ni合金相比,Cu-Ni-Cr系合金具有高强度、较强的韧性、抗氧化性以及耐海水腐蚀性等优点,广泛应用于海洋工程中的冷凝器管、阀门及螺旋桨等关键部件。本文主要介绍了Cu-Ni-Cr系合金国内外研究现状,探讨了Cu-Ni-Cr系合金在不同的制备工艺、热处理及成型技术下组织结构的特点,并分析了调幅分解强化、形变强化、细晶强化和析出强化对Cu-Ni-Cr系合金的组织和力学性能的影响,以及合金元素和热处理工艺对Cu-Ni-Cr系合金的抗氧化性能、弹性性能、耐腐蚀性能和导电性能的影响,在此基础上,对Cu-Ni-Cr系合金的发展现状进行了总结,针对Cu-Ni-Cr系合金存在的不足,对合金的未来发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 Cu-Ni-Cr合金 制备工艺 强化机制 合金性能

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铜电解精炼添加剂作用及研究进展

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作者 陈晨 程楚 +6 位作者 刘海涛 宋克兴 田静 卢伟伟 李晓恒 李彦坤 崔育涛 《有色金属科学与工程》 北大核心 2025年第2期203-213,共11页

铜电解精炼是阴极铜生产过程中去除杂质、提高纯度的关键环节,而添加剂是电解过程中影响阴极铜表面质量和纯度的关键因素。本综述详细探讨了铜电解精炼过程中氯离子、胺类有机物、含硫有机物和聚醚类有机物4类添加剂作用以及多种添加剂... 铜电解精炼是阴极铜生产过程中去除杂质、提高纯度的关键环节,而添加剂是电解过程中影响阴极铜表面质量和纯度的关键因素。本综述详细探讨了铜电解精炼过程中氯离子、胺类有机物、含硫有机物和聚醚类有机物4类添加剂作用以及多种添加剂之间的协同作用,并对铜电解精炼添加剂研究进行了分析、总结和展望,对铜电解精炼新型添加剂开发以及铜电解行业绿色发展具有重要意义。 展开更多

关键词 铜冶金 电解精炼 添加剂

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干摩擦条件下载荷和频率对Cu-15Ni-8Sn合金摩擦磨损性能影响研究 被引量：2

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作者 朱玉锁 孟兆洁 +3 位作者 周延军 张国赏 苏彦庆 宋克兴 《精密成形工程》 北大核心 2024年第9期65-75,共11页

目的研究不同摩擦载荷及频率条件下Cu-15Ni-8Sn合金摩擦因数及磨损率的变化规律,探明机械参量变化对合金摩擦学性能的影响机制。方法采用熔炼法制备Cu-15Ni-8Sn合金,在干摩擦条件下对合金进行变载荷/变频率的销盘式往复摩擦实验,并对其... 目的研究不同摩擦载荷及频率条件下Cu-15Ni-8Sn合金摩擦因数及磨损率的变化规律,探明机械参量变化对合金摩擦学性能的影响机制。方法采用熔炼法制备Cu-15Ni-8Sn合金,在干摩擦条件下对合金进行变载荷/变频率的销盘式往复摩擦实验,并对其摩擦因数、磨损率、磨损形貌及摩擦界面进行形貌及成分分析。结果随摩擦载荷的增大,2种载荷下Cu-15Ni-8Sn合金摩擦因数均呈现先增大后减小的趋势,整体在0.5~0.8之间;磨损体积随载荷的增加而增加;在2 Hz条件下合金的比磨损率随摩擦载荷的增大先降低后升高,在5 Hz条件下合金的比磨损率随摩擦载荷的增大先升高后降低;在高频高载条件下,磨损最为严重。磨痕及摩擦副表征结果显示,在干摩擦条件下,Cu-15Ni-8Sn合金主要以磨粒磨损和疲劳磨损为主;在摩擦过程中,合金基体及对偶同时发生磨损,剥落物以磨屑形式参与摩擦,因此在摩擦界面间发生元素转移。结论在干摩擦条件下,相较于摩擦频率,Cu-15Ni-8Sn合金受摩擦载荷的影响更大。合金磨屑以细小的颗粒状为主,但在低频率、高载荷条件下,会有大块片状磨屑。在干摩擦过程中,对磨副与合金之间会发生相互转移。随着载荷、频率的增加,摩擦层厚度也会变大,且摩擦过程中摩擦层内无剧烈氧化。 展开更多

关键词 CU-15NI-8SN合金 摩擦磨损性能 表面形貌 磨损机制

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铜基金属纳米多层膜界面介导的损伤及断裂行为原位研究进展

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作者 祁志旭 岳鹏飞 +1 位作者 李习耀 王江伟 《精密成形工程》 北大核心 2024年第9期13-21,共9页

作为一种典型异质结构材料,纳米金属多层膜的力学响应通常表现出界面介导的损伤及断裂行为。而基于电镜发展的原位力学测试方法,可实现多层膜变形过程中力学行为的精确刻画,从而有助于揭示其界面损伤及断裂的潜在物理机制。当前围绕纳... 作为一种典型异质结构材料,纳米金属多层膜的力学响应通常表现出界面介导的损伤及断裂行为。而基于电镜发展的原位力学测试方法,可实现多层膜变形过程中力学行为的精确刻画,从而有助于揭示其界面损伤及断裂的潜在物理机制。当前围绕纳米多层膜的原位研究已有诸多进展。以铜基金属纳米多层膜为例,从缺陷-界面交互行为出发,基于组元层厚对位错运动的影响,详细讨论了位错塞积、约束层滑移和位错穿越3种位错-界面交互机制导致界面损伤的原位研究进展;阐述了孪晶-界面交互行为对界面损伤的影响,进一步分析了因孪生导致的界面损伤行为。在此基础上,讨论了多层膜变形过程中界面介导的裂纹萌生和扩展行为;基于界面类型、载荷加载形式和裂纹偏转等因素,详细分析了多层膜界面介导的断裂机制。最后对材料损伤断裂行为的原位研究进行了展望。 展开更多

关键词 纳米金属多层膜 界面损伤及断裂 位错-界面交互 孪晶-界面交互 原位研究

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阻尼合金研究现状

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作者 陈文利 秦亚楠 +2 位作者 徐冬霞 王强松 宋克兴 《精密成形工程》 北大核心 2024年第9期22-31,共10页

阻尼合金通过形成复杂的相结构或者引入微观缺陷来增加材料的内耗,在振动或冲击作用下能够吸收和消耗能量,从而有效降低振动和噪声,在航空航天、汽车制造、精密仪器等领域有广阔的应用前景。随着交通、铁路、信号传输等领域对减振以及... 阻尼合金通过形成复杂的相结构或者引入微观缺陷来增加材料的内耗,在振动或冲击作用下能够吸收和消耗能量,从而有效降低振动和噪声,在航空航天、汽车制造、精密仪器等领域有广阔的应用前景。随着交通、铁路、信号传输等领域对减振以及传输质量要求的提高,其应用领域越来越广泛,对材料结构功能一体化的需求也越来越高。本文简要论述了复相型阻尼合金、位错型阻尼合金、铁磁型阻尼合金以及孪晶型阻尼合金的阻尼机理,分析对比了国内外不同成分的阻尼合金,总结归纳了阻尼合金的研究现状,通过适当的合金设计和热处理工艺,引入不同的阻尼源,改变合金的成分或相结构,可以显著提升合金的阻尼性能和力学性能。对阻尼合金的发展趋势做出了展望,强调了研制新型复合阻尼机制合金的重要性,材料复合技术通过将不同特性的材料结合起来,有助于提高合金的阻尼峰值,扩大合金的适用范围,同时本文提出了对微观结构与阻尼关系深入研究的必要性,这将对分析孪晶型阻尼合金阻尼机制具有重要的意义。 展开更多

关键词 阻尼合金 Mn-Cu合金 热处理 力学性能 阻尼性能

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单晶铌低温剪切带形成与演化的透射电镜研究

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作者 李习耀 刘皓岚 +1 位作者 翟晓玉 王江伟 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期557-563,共7页

作为高度局域化变形的重要塑性载体,低温剪切带通常会导致材料塑性失稳。研究其形成与演化机制对材料低温服役可靠性具有重要意义。本文对不同取向单晶铌的低温剪切带行为展开系统探究。研究表明,位错在不同滑移面的局域化活动导致了{1... 作为高度局域化变形的重要塑性载体,低温剪切带通常会导致材料塑性失稳。研究其形成与演化机制对材料低温服役可靠性具有重要意义。本文对不同取向单晶铌的低温剪切带行为展开系统探究。研究表明,位错在不同滑移面的局域化活动导致了{110}或{112}剪切带的形成,并使材料宏观上表现出低温塑性失稳特征,其力学曲线表现出应力骤降的塑性流变行为。随着剪切带持续增厚,其界面处集聚的位错密度也随之升高,使剪切带-基体取向差逐渐增大;当增厚到微米尺寸后,剪切带界面位错所能协调的两侧晶体取向差趋于饱和。这些结果为发展低温剪切带演化动力学模型提供了实验参照。 展开更多

关键词 铌 低温剪切带 塑性失稳 应力骤降 界面位错

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脉冲磁场频率对铝/钢CMT熔钎焊接头组织及性能的影响

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作者 石晓辉 浦娟 +2 位作者 许祥平 龙飞 饶嘉威 《精密成形工程》 北大核心 2025年第6期119-128,共10页

目的研究不同脉冲磁场频率对铝/钢焊接接头结合质量的影响,实现铝/钢异种金属的高效焊接。方法采用脉冲磁场辅助CMT熔钎焊方法,对6061铝合金试板和Q235B钢板进行对接焊,通过光学显微镜、扫描电子显微镜和万能力学试验机等设备对铝/钢接... 目的研究不同脉冲磁场频率对铝/钢焊接接头结合质量的影响,实现铝/钢异种金属的高效焊接。方法采用脉冲磁场辅助CMT熔钎焊方法,对6061铝合金试板和Q235B钢板进行对接焊,通过光学显微镜、扫描电子显微镜和万能力学试验机等设备对铝/钢接头微观组织、力学性能和耐腐蚀性能进行分析。结果添加脉冲磁场后没有改变焊接接头的组织构成,焊缝主要由Al-Si共晶组织和α-Al固溶体构成。铝/钢界面层由θ-Fe2(Al,Si)5和τ5-Al7.2Fe1.8Si组成。随着脉冲磁场频率的增加,焊缝组织晶粒尺寸发生细化,当脉冲磁场频率为20 Hz时,Al-Si共晶组织尺寸最小。此时,接头的平均抗拉强度最大,为193.5 MPa。脉冲磁场频率大小对铝/钢接头耐腐蚀性能有一定影响。随着脉冲磁场频率的增加,接头的耐腐蚀性先升高后降低。当磁场频率为20 Hz时,铝/钢接头耐腐蚀性能最好。其实质是脉冲磁场频率影响界面层的IMC厚度,最终抑制了接头的电偶腐蚀。结论脉冲磁场频率大小可以影响铝/钢界面IMC层的厚度,添加合适的磁场频率可以进一步提高铝/钢界面的结合质量,接头的抗拉强度和耐腐蚀性均能得到提高。 展开更多

关键词 CMT熔钎焊 脉冲磁场 铝/钢异种金属 微观组织 腐蚀性能

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Cr含量对铝青铜熔覆涂层组织及性能的影响

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作者 张富强 龙飞 +2 位作者 浦娟 石晓辉 许祥平 《精密成形工程》 北大核心 2025年第3期58-66,共9页

目的采用成分设计和熔炼连铸等工艺研制出不同Cr含量的铝青铜焊丝,探究了Cr含量对铝青铜熔覆层微观组织、力学性能以及耐磨性能的影响规律。方法采用研制的铝青铜焊丝在27SiMn钢上进行堆焊试验,通过蔡司倒置金相显微镜、扫描电子显微镜... 目的采用成分设计和熔炼连铸等工艺研制出不同Cr含量的铝青铜焊丝,探究了Cr含量对铝青铜熔覆层微观组织、力学性能以及耐磨性能的影响规律。方法采用研制的铝青铜焊丝在27SiMn钢上进行堆焊试验,通过蔡司倒置金相显微镜、扫描电子显微镜、万能力学试验机等设备对铝青铜熔覆层的微观组织、力学性能和耐磨性能进行测试分析。结果添加Cr元素后,熔覆层的微观组织得到明显细化,浅白色α相尺寸减小、数量减少,并由块状转为针尖状。深色β′相和颗粒状κ相数量逐渐增加。随着Cr含量的增加,熔覆涂层的显微硬度和抗拉强度都逐渐增加。当Cr含量(质量分数)为0.3%时,熔覆涂层的硬度达到最大值,熔覆涂层的抗拉强度达到最大值652 MPa,延伸率为18.6%。相比于未添加Cr元素的熔覆层,含Cr元素的熔覆层平均摩擦因数逐渐降低,耐磨性能得到提高。结论Cr元素能够细化铝青铜熔覆层的微观组织,提高熔覆层的综合性能。添加适当的Cr元素能够显著提高铝青铜熔覆层的显微硬度、抗拉强度和耐磨性能。 展开更多

关键词 CR元素 铝青铜焊丝 显微组织 力学性能 耐磨性能

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体心立方金属的变形孪生行为 被引量：2

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作者 李习耀 王江伟 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期102-108,共7页

变形孪生作为重要的塑性变形机制之一,与金属材料的力学性能密切相关。体心立方金属的晶体中存在非平面位错核和本征不稳定层错,导致其变形孪生行为偏离了传统变形孪生理论。从体心立方金属独特的变形行为出发,详细讨论了变形的微观原... 变形孪生作为重要的塑性变形机制之一,与金属材料的力学性能密切相关。体心立方金属的晶体中存在非平面位错核和本征不稳定层错,导致其变形孪生行为偏离了传统变形孪生理论。从体心立方金属独特的变形行为出发,详细讨论了变形的微观原因及其与变形孪生之间的密切联系,总结了变形孪生模式及孪晶形核和长大模型的研究进展,讨论了变形孪生对力学性能的影响,最后指出了体心立方金属变形孪生行为今后的主要研究方向。 展开更多

关键词 体心立方金属 变形孪生 非平面位错核 螺位错 滑移-孪生转变

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