内生块体非晶复合材料的加工硬化行为研究进展

块体非晶合金由于其短程有序、长程无序的结构特点,具有了一系列优异的机械特性和物理特性,被认为是一种潜在的结构材料并得到广泛研究。但其室温受载后易发生局域剪切所致的脆断,特别是在单轴拉伸时几乎没有任何塑性。为克服这个缺点,研究者们提出通过引入晶体相来抑制剪切带的失稳扩展,从而在非晶复合材料中获得了室温拉伸塑性。然而,大部分的Ti基、Zr基非晶复合材料晶体相中的位错强化作用不足以弥补非晶剪切软化作用,导致非晶复合材料在变形过程中发生软化颈缩现象,这很大程度上限制了非晶复合材料的实际工程应用。研究者们将传统钢铁材料中的强化机制,如相变(Transformation-induced plasticity, TRIP)或孪晶(Twining-induced pplasticity, TWIP)诱导塑性等,引入内生非晶复合材料中来改善其软化问题。由于这些强化机制的引入,非晶基体中多重剪切带萌生扩展导致的剪切软化作用被弥补,因此在CuZr基、Ti基等体系的非晶复合材料获得了明显的加工硬化能力和拉伸塑性。本文围绕内生非晶复合材料中的加工硬化行为这一关键科学问题,对非晶复合材料中几种常见的产生加工硬化的方法进行分类介绍,重点阐述了近10年来非晶复合材料领域加工硬化机制的研究进展,并且指出了目前非晶复合材料强韧化研究领域存在的问题和挑战,以期为强韧化内生非晶复合材料的设计与制备以及微观变形机制的研究提供参考。