一维纳米体系的电子结构

建立了一维纳米随机链模型,在计及近邻、次近邻相互作用情况下,采用新的方法计算了链长从1×104～1×105个原子系统的电子本征值和本征矢.针对晶界原子畸变和晶粒大小等物理量,讨论了一维纳米体系的电子结构.研究结果表明,晶界原子畸变和晶粒尺寸对其电子结构有重要影响.由于晶界原子对电子的散射作用,电子波函数出现局域化.晶界原子畸变越大,晶粒尺寸越小,散射作用越明显.晶界原子畸变参数W由0.2增加到1时,电子波函数由扩展态变为局域态;晶粒尺寸变小时,电子波函数对称性变差,电子趋向局域分布.随着晶界原子畸变程度的增大和晶粒尺寸的减小,局域化程度不断加强.     

硼含量对(Fe,Ni)_3V合金组织和力学性能的作用

研究了室温下硼含量对无序态和有序态(Fe,Ni)_3V合金在真空中拉伸时的力学性能及断裂方式的作用.结果表明,随着(Fe,Ni)_3V合金中硼含量的增加,合金的晶粒尺寸持续细化,合金的最大抗拉强度和延伸率随之提高.硼原子对有序态合金力学性能的作用要大于无序态合金,有序态(Fe,Ni)_3V合金断裂方式随硼含量的变化表明硼原子在晶界上提高了晶界的强度.晶粒尺寸的细化提高了无序态(Fe,Ni)_3V合金的力学性能,而有序强化效应及硼原子改善晶界性质、细化晶粒的共同作用提高了有序态(Fe,Ni)_3V合金的力学性能.     

ECAP挤压L2纯铝的微观组织演化规律

用等通道转角挤压对纯铝L2进行10道次挤压,结果表明：挤压1道次后,原来晶粒尺寸为1 mm的等轴晶沿剪切方向被拉长为条带状晶,在条带状晶粒之间出现被剪切破碎的细小亚晶粒.挤压2道次后,出现了少量等轴晶.挤压4道次后,晶粒取向性变得不太明显,小角度晶界的亚晶粒逐步向大角度晶界的等轴晶演化,晶粒细化到1 μm.随挤压道次的继续增加,晶粒大小不再变化,而形状向等轴状演化.挤压10道次后,合金组织由晶粒大小为1 μm的等轴晶组成.ECAP挤压中,纯剪切变形和应变量的双重作用导致晶粒细化.当晶粒尺寸小于临界尺寸时,剪切变形对晶粒的细化起主要作用;当达到临界尺寸后,应变量起主要作用,表现在使合金组织形貌向等轴晶转变.     

轧制变形量对高纯铝三叉晶界、晶界形变及退火行为的影响

采用电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)技术研究了不同变形量高纯铝试样的变形行为和退火后三叉晶界及晶界的迁移行为.研究结果表明,冷轧变形后三叉晶界附近的点对原点的取向差与泰勒因子及施密特因子有很好的一致性.具有较大施密特因子或者较小泰勒因子的晶粒的取向差较大,并且随着变形量的增大取向差的最大值也增大.Kernel平均取向差(Kernel average misorientation,KAM)图表明塑性变形时,三叉晶界和晶界处应变集中.对于冷轧变形量为17%的三叉晶界,施密特因子最大的晶粒内部滑移带终止于晶内,主要原因是相邻晶粒变形时为了相互协调,晶界附近的晶粒间发生了较大偏转,出现了晶界影响区外;对于变形量为35%的三叉晶界,除了出现晶界影响区外,在施密特因子最大的晶粒内三叉结附近出现了折痕.随后试样经过第一次400?C退火15 min,三叉晶界及其相关晶界发生了迁移,并且晶界在原来的位置留下了鬼线.晶界都是由施密特因子较小的晶粒向施密特因子较大的晶粒迁移,也就是由硬取向的晶粒向软取向的晶粒迁移,并且迁移后晶界变得更弯曲,晶界的迁移距离比三叉结的大,说明在此温度下退火后,三叉结对晶界的迁移有拖曳作用.三叉晶界及其晶界的迁移量随着变形量的增大而增大,这是因为变形量大、储能高,给三叉晶界及晶界提供的驱动力也大.最后试样经过第二次400℃退火17 min,为了降低第一次退火后残留的应变能,晶界又进一步迁移.     

TWIP 钢的孪晶及其对Hall-Petch关系的影响

采用背散射电子衍射、透射电子显微镜和拉伸实验等研究了退火温度对冷轧态Fe-25Mn-3Al-3Si TWIP钢微观组织及力学性能的影响,并分析了Hall-Petch关系.结果表明,完全再结晶组织由等轴晶和退火孪晶组成,再结晶晶粒平均尺寸随退火温度的升高单调增大,∑3晶界面积分数随退火温度升高而呈现波动增加,850 ℃退火1 h后∑3晶界面积分数达到44%.拉伸过程中强度与晶粒大小都服从Hall-Petch关系, 但孪晶界影响Hall-Petch关系斜率K(ε)的大小.TWIP钢K(ε)-ε关系不同于一般钢材常温下的K(ε)随ε增加单调上升,TWIP钢K(ε)随着ε的增加逐渐增大,然后出现平台,最后下降.     

无取向硅钢晶粒与晶界特征的EBSD分析

借助电子背散射衍射(EBSD)技术测量和计算了无取向硅钢再结晶退火后再结晶百分比、晶粒尺寸、取向差分布等参数,分析了再结晶退火温度对无取向硅钢晶粒大小、微观取向和耐蚀性的影响.结果表明,3个温度(810、840、880 ℃)下退火3 min后,再结晶均充分完成.随着退火温度的升高,再结晶晶粒尺寸长大.拥有{100}面织构的晶粒比其他取向晶粒具有更好的耐蚀性,侵蚀后晶粒凸出于试样表面.880 ℃退火后的小尺寸晶粒周围多为小角度晶界,不易迁移,不易被侵蚀.     

硬化稳定性的研究

一、序言金属在低的温度下范性形变总会引起硬化,硬化量是形变度的函数,当然,还与形变温度和形变速度有关系.形变金属的硬化是由于结构改变,也可能是杂质原子或合金元素重新分布的结果. 合金结构的改变不外乎晶粒和嵌镶块碎化,更多的结构上的缺陷(脱节,空穴,脱位原子,微裂缝)的产生。所有这些改变都会阻碍滑移,因此使得形变困难。在[Holl,1954]和[Greenwoob等,1954]工作中确定:对许多金属来说,金属的强度和硬度与成比例.(d—晶粒大小).[Bregg,1945]确定切应力与嵌镶块綫大小的关系:τ=Gd/2t(t—嵌镶块綫大小).脱节数目对硬化的影响在许多工作中都作了研究.[Laurient等1956]证实,决定临界应力与脱节密度ρ的关系式:τ=Glρ~(1/2)/6π(1-v)     

双相不锈钢热老化前后拉伸变形行为的电子背散射衍射表征

通过电子背散射衍射实验分析方法,研究变形量和热老化因素对双相不锈钢的拉伸性能、相边界、局部应变分布、重位点阵特殊晶界和取向分布的影响。研究结果表明：热老化后,双相不锈钢的强度提高,韧性降低;在大变形条件下铁素体晶粒内小角度晶界的数量和密度略有增加;热老化材料的铁素体的塑性变形和局部应变能力下降,大变形破坏初始奥氏体和铁素体以及∑3孪晶边界的分布。     

Mn12Ni2MoTi（Al）钢中Laves析出相的演变规律

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、硬度测试和拉伸实验,对冷轧变形量为65%和80%的Mn12Ni2MoTi(Al)钢经745℃不同时间退火后的微观组织和力学性能进行表征,研究了Laves相的形核析出和粗化动力学特征,评估了Laves相的演变对晶粒细化的影响.结果表明:细小的六角结构(Fe,Mn)2(Mo,Ti)型Laves相在退火5min时已经大量析出;随退火时间的延长,Laves相颗粒不断长大,其体积分数在1 h内快速升高然后缓慢增加,8 h左右达到最大值,之后保持不变.Laves相优先在晶界析出,并钉扎晶界.Laves相对晶界的钉扎力随退火时间的延长先增加后降低,在退火4 h时达到最大值.另外,Laves相随着冷轧预变形量增加,其粗化速率增加,在相同退火条件下其对晶界钉扎力减小.尽管退火时间的延长或者预变形增大使得Laves相钉扎力减小,但依然能有效地钉扎晶界,阻碍晶粒粗化,这极大地提高了实验钢的热稳定性.对65%冷轧变形材料而言,8 h退火后使再结晶晶粒仍保持在亚微米级别.这种具有亚微米级晶粒的Mn12Ni2MoTi(Al)双相钢同时具有高屈服强度和良好延伸率,其强度和塑性均远高于同材质淬火马氏体钢.     

晶粒晶界对铝合金耐蚀性能的影响

通过电子背散射衍射(EBSD)对微合金化的铝合金A356的晶粒尺寸、晶界类型、晶界特性进行了研究,探究微合金化后晶粒尺寸和晶界特性对铝合金耐蚀性能的影响机制。研究结果表明:随着元素比例的变化,晶粒的尺寸、晶界中特殊晶界特征和比例以及晶界的取向差角都发生了明显改变;当元素比例达到La质量分数0.15%、Y质量分数0.2%时,晶粒细化最为明显,Σ3晶界所占比例最高,小角度晶界所占比例明显提高,耐腐蚀性显著增强。     

研究金属中位错动力学的一个新方法——范性形变过程中内耗及其广义位错动力学模型

一、引言文献中关于金属在范性形变过程中内耗的主要研究结果可以总结为如下两个方面:1.范性形变过程中的大内耗Q_p~(-1)是范性形变的结果.范性形变一旦停止,即使保持载荷不变,内耗也立即下降到约为形变前的背景值;而当再次进行范性形变时,内耗立即恢复到中止形变前的值.所以它是一种运动位错引起的内耗.2.范性形变过程中内耗Q_P~(-1)正比于范性形变速率εp,并因而正比于位错运动的平均速度(?)~([3]),所以Q_p~(-1)必然与位错平均运动速度(?)有关.     

纳米Cu析出相及晶界对微合金化钢力学性能的影响

基于弹塑性有限元理论,构建包含纳米Cu析出相及晶界的微合金化钢拉伸理论模型.计算纳米Cu析出相及晶界对微合金化钢力学性能的影响.研究在不同晶粒大小、不同纳米Cu析出相尺寸、不同应变条件下微合金化钢的单向拉伸性能,分析包含Cu析出相及晶界的晶粒变形趋势,探求纳米Cu析出相对基体材料的强化机制.研究结果表明:纳米Cu析出相心部塑性最大,晶界处的塑性低于晶内,且晶内发生塑性应变速率高于晶界;析出相与晶界都能起到增强材料塑性的作用,包含纳米Cu析出相及晶界的多晶模型在晶粒变形过程中,晶界参与协调变形作用.     

合金元素Ti对Mo合金性能及组织结构的影响

采用粉末冶金方法制备Ti含量为0.3%～1.0%的Mo-Ti合金.通过力学性能实验、光学显微镜观测和SEM分析,对Mo-Ti合金的性能和组织结构进行研究分析.结果表明,在Mo粉中添加TiH2所制备的合金比纯钼金属具有更好的拉伸性能,并且当Ti含量为0.8%时合金的力学性能最好;合金元素Ti除部分固溶到钼基体外,还在晶粒之间和晶粒内部生成(Mo, Ti)xOy弥散相,这些(Mo, Ti)xOy弥散相的生成,一方面净化了晶界氧,使晶粒之间的孔隙减少,同时也阻止晶粒在烧结时的晶粒长大,有利于合金性能的提高;但Ti添加量过多时,会使晶界之间产生过量的(Mo, Ti)xOy质点,使晶粒之间的结合能力减弱,对合金性能产生不利影响.     

电化学方法研究混凝土模拟液中细晶粒钢的耐蚀性

通过腐蚀电位、线性极化法与循环极化法等电化学方法研究了细晶粒钢和普通低碳钢在模拟混凝土孔溶液中的均匀腐蚀与点蚀行为,并考虑了砂磨和未处理两种钢筋表面状况对钢筋腐蚀行为的影响.结果表明,细晶粒钢与普通低碳钢在模拟液中的耐均匀腐蚀的能力很接近;砂磨钢筋的钝化效果比未处理钢筋好;腐蚀末期砂磨钢筋表现出比未处理钢筋更强的抑制均匀腐蚀能力.循环极化测试表明：砂磨钢筋由于其相对均匀的表面组织形貌,故表现出比未处理钢筋更好的抑制点蚀能力;其次,由于细晶粒钢含有较多晶界,晶界处含有较多易发生点蚀的夹杂,故表面未处理细晶粒钢发生点蚀的概率稍大于未处理低碳钢.     

高压下晶界对BaTiO_3纳米晶电输运行为的影响（英文）

利用金刚石对顶砧装置,测量了BaTiO_3纳米晶高压下(最高压力达35GPa)的交流阻抗谱.给出了晶粒和晶界各自对电输运性质的贡献.在高压相,晶界对总的电输运性质起主导作用.三个结构相晶界电阻的差异源于结构相变引起的晶界微结构重组.     

金属加工织構的研究

一、织構概论当一块金属受到较大的范性形变,随着形变程度的增加,晶粒中点阵排列逐渐达到一定的取向,即某些主要晶轴与金属的应力轴方向或其流动方向驱向一致。如面心立方金属,Al,Cu,Au,Ag等受到较大的拉伸形变时,品粒中的[111]与[001]方向逐渐与应力轴的方向一致(图1,a)。     

Ti-15-3合金中短裂纹萌生与扩展的微观机理

利用扫描电镜(SEM)和背散射电子衍射(EBSD)技术研究了Ti-15-3合金中晶粒取向差对短裂纹萌生与扩展的影响.结果表明:在Ti-15-3合金中,98%相邻晶粒之间的取向差大于10°;相邻晶粒中,大的晶粒取向差有利于短裂纹的萌生,小的晶粒取向差有利于短裂纹的扩展;短裂纹的尖端方向与下一个晶粒的滑移带方向夹角大于35°时,裂纹穿过此晶粒时容易发生曲折,走"Z"字形路线;小于35°,裂纹沿着滑移带方向扩展;短裂纹尖端扩展到晶界时,如果裂纹尖端方向与晶界的方向之间的夹角小于35°,裂纹沿晶扩展;大于35°,裂纹穿晶扩展.     

QT工艺对一种B-Nb低碳贝氏体钢 组织及强韧性的影响

通过室温拉伸、摆锤冲击、光学及扫描电镜研究了QT(淬火+回火)工艺对实验钢晶界比例、晶粒尺寸、碳化物析出情况及强韧性的影响，并对其变体的分布及组合方式进行了分析.结果表明:随着回火温度的升高，实验钢强度逐渐降低，塑性逐渐提高;450T和500T钢断口为准解理型断裂，贝氏体板条间析出的碳化物及较低比例的大角度晶界使得冲击韧性较差;而600T和650T钢断口为韧窝断裂，组织中大角度晶界的比例增加，有效地阻碍了裂纹的扩展.变体分析表明，450T钢变体组合方式介于Bain group和CP(close packed)group之间，而600T钢变体之间呈现较明显的CP组合方式，同一CP group内的变体取向差较大，偏折了裂纹传播路径，提高了低温韧性.     

高强细晶IF钢微观形貌的研究

以新型高强细晶IF钢为研究对象,通过实验室冷轧和退火实验,研究了退火工艺对高强细晶IF钢微观形貌的影响.通过微观组织观察可以发现,化学成分的改善、轧制及退火工艺的控制可以使这种钢不仅具有细小的晶粒,而且存在10～40nm的细小析出物Nb(C,N);晶界附近析出物非常稀少,称之为PFZ(晶界无析出物区),且仅存在于晶界的一侧;部分三叉晶界处存在晶界合并现象.实验表明,由于这种钢中Nb析出物非常细小,使晶粒大大细化;同时由于PFZ带的存在,使这种钢具有较低屈强比及较高延伸率,且成形性能良好.     

晶界形貌、织构对AZ31镁合金各向异性的影响

采用金相观察、织构分析、拉伸实验等方法,研究了变形工艺、晶界形貌及织构对AZ31镁合金屈服强度及延伸率各向异性的影响.结果表明:轧制过程会使晶粒拉长而产生平直晶界,当拉伸应力方向与平直晶界走向成45°时,AZ31镁合金总是表现出低屈服强度和高延伸率;除了织构之外,晶界形貌也在一定程度上影响着镁合金的力学性能;当拉伸应力与平直晶界走向成0°或90°时,基面滑移的Schmid因子和拉伸孪晶是影响镁合金力学性能的主要因素.