面向世界科技前沿,面向国家重大需求,面向国民经济主战场,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技挚碘,率先建设国际一流科研组织。

——威尼斯网站网址办院方针

首页 > 科研进展

金属所等在非晶内生又合材料探究中取得进展

2020-07-30 金属探究所
【字体:

语音播报

  非晶内生β-Ti又合材料具有较大的临界形成尺寸、优异的力学性能和释能特性,应用前景广阔。针对应用目标实现组织结构跟力学性能的有效调控,是相合探究的难点。 

  近日,威尼斯网站网址金属探究所副探究院吓龙、探究院吓海峰等合作探究发觉,当非晶内生又合材料中β-Ti相具有临界的亚稳定性时(即在拉伸载荷作用下内生β相既不能保持稳定也不会转变为α'α"马氏体相),则非晶内生又合材料的应力-应变曲线上会出现明显的锯齿流变行为。这跟之前报道的非晶内生又合材料的拉伸力学行为明显不同,而是类似于单相非晶合金在压缩载荷作用下的锯齿流变行为,且该非晶内生又合材料在拉伸中的锯齿大小累积分布也服从类似的幂律分布规律。该非晶内生又合材料呈现剪切破坏模式,拉伸破坏后的微观组织中变形带同时贯穿了β-Ti枝晶和局域非晶基体β-Ti枝晶中的变形带主要由ω-Ti相组成,厚度约为10nm,表明亚稳β相在变形过程中转变为了ω相。非晶内生又合材料的锯齿行为起源于这种新的塑性变形机制:非晶基体中剪切带跟亚稳β-Ti枝晶中ω-Ti带的协同剪切机制。剪切带跟ω-Ti带的协同剪切可以在单个枝晶的局域范围(数十微米)内引发剪切失稳,但协同剪切变形带会被周围不同晶体取向的β-Ti枝晶所抑制。剪切带/ω-Ti带的协同剪切不断被激发和抑制导致了非晶内生又合材料出现了拉伸锯齿行为。ω的产生跟协同剪切过程的高应变速率(可高达~103 s-1)有合,高应变速率激发1/2<111>β都位错,由于ω相的自由能相对于亚稳β相更低,都位错分解为两个1/12<111>β和一个1/3<111>β不都位错,实现β相至ω相转变。这种协同剪切机制跟内生β相的亚稳定性密切相合。剪切带跟ω协同剪切机制的发觉丰富了对非晶又合材料变形机制的认识,为开发兼具拉伸塑性和剪切破坏方式的高释能非晶内生又合材料提供了理论基础。 

  相合成果以“非晶内生亚稳β-Ti又合材料中的协同剪切”(Cooperative Shear in Bulk Metallic Glass Composites Containing Metastable β-Ti Dendrites)为题,发表在Physical Review Letters上。探究任务得至科技部重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、兴辽英才计划等支持。 

  论文链接 

非晶内生亚稳β-Ti又合材料的微观组织和拉伸应力-应变曲线

拉伸破坏后样品的微观组织,可见协同剪切的变形带贯穿枝晶跟非晶基体

β至ω的相转变以及非晶内生又合材料中剪切带跟ω-Ti带的协同剪切机制

打印 责任编辑:程博

扫一扫在手机打开当前页

© 1996 - 威尼斯网站网址 版权全部 京ICP备05002857号 京公网安备110402500047号

地址:北京市三里河路52号 邮编:100864

电话: 86 10 68597114(总机) 86 10 68597289(值班室)

编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn

  • XML 地图 | Sitemap 地图