Al-Mg合金中析出强化相对Portevin-Le Chatelier效应的影响

Portevin-Le Chatelier(PLC)效应作为广泛存在于各种合金材料中的重要塑性失稳现象一直受到研究者的广泛关注。本文对镁原子质量百分含量分别为2.5%和5%的两种铝合金-国标LF2和LF5铝合金进行宏观拉伸实验和透射电子显微镜观察实验。通过宏观和微观实验结果的对比分析表明,由于LF5合金中作为溶质的Mg原子的含量相对于LF2合金成倍增加导致析出相颗粒数量也成倍增加,进而引起PLC效应在强度和加工硬化时间的倍增,这些对应关系表明Al-Mg合金中析出相颗粒是产生并影响PLC效应的重要因素。实验结果显示虽然析出相颗粒数量在多方面影响PLC效应,但是对其飞行时间的影响却微乎其微。

白光散斑相关法多尺度分析Portevin-Le Chatelier剪切带变形

在适当的温度、应变率或预变形下,合金材料的拉伸试验中,将会出现伴随雪崩式剪切变形带的锯齿形塑性失稳、即PLC(Portevin-Le Chatelier)效应。本文利用图像相关求位移场的方法,对恒定加载应变率下(10-4/s),拉伸铝合金(A2017)试件时出现的PLC效应从宏观剪切带变形到微观晶粒变形等多尺度进行了观察和定量化的分析。通过对PLC效应发生时采集的试件表面的白光散斑图进行相关运算,得到试件表面剪切变形区域各点的精细位移,并在此基础上计算出剪切带区域的应变分布及剪切带的宽度。实验结果显示,当PLC效应发生时,剪切带区域的应变曲线呈台阶型,带的前后边缘应变梯度较大,中间近似呈平台状,带外区域应变值接近零,塑性拉伸变形主要集中在带内。

金属材料中“塑性不稳定现象”的研究进展

对于金属合金材料而言,出现的"塑性不稳定"现象或Portevin-Le Chatelier(PLC)效应主要表现为应力-应变曲线上的锯齿状波动,并伴随着空间上可传播的应变局域化,致使材料经受力变形后表面会出现凹凸化,最终导致材料整体塑性的降低。近年来,关于PLC效应的研究及其相应的实验手段已有很多相关报道。根据出现PLC效应的时空特性进行分类,锯齿波可分为A、B和C 3种类型。目前,关于PLC效应的理论解释主要归因于动态应变时效和位错切割机制。将重点介绍传统金属材料中存在塑性不稳定现象的研究进展,叙述并归纳微观结构、加载速率、受力状态和微观变形机制等对PLC效应的影响和作用规律,指出目前研究中存在的问题,提出将来的研究重点和发展方向。

Al-Cu多晶合金中锯齿形屈服现象的时序统计研究

合金中溶质原子和可动位错之间的交互作用引起材料的固溶硬化,这一交互作用在合适的应变率和温度条件下可重复发生,称为动态应变时效(DSA),从而导致锯齿形的应力屈服,同时伴随着变形带的产生,被称为Portevin-Le Chartelier(PLC)效应。本文对Al-Cu多晶合金锯齿形屈服现象中应力跌幅、跌落时间等多个特征物理量时序演化规律进行了系统的研究。结果显示,跌落时间对应变不敏感;1mm和2mm厚度试件的应力跌幅和再加载时间都近似随应变线性增加,3mm厚试件的统计结果则显示出一个明显的转变点。最后本文结合动态应变时效原理和晶体位错学,分析了实验条件(应变率和试件尺寸)对各特征物理量的影响。

动态应变时效对含Mo和Nb结构钢高温机械性能的影响

本文在25℃到600oC温度范围内，应变速率从10^-4s^-4到10^-1s^-1条件下，通过拉伸试验研究了动态应变时效（DSA）对含Mo和Nb微合金结构钢高温强度的影响，显微镜下观察此钢组织为铁素体和珠光体。DSA表现没有那些在低碳钢中观察到的强烈，并且在高温情况下发生，同时也研究了二次沉淀反应行为。在100—600℃对试样进行热处理测试硬度，结果表明在400℃时硬度最大。在此温度下处理的试样和在600℃下的拉伸试验结果没有表现出比未处理试样更高的屈服强度，说明二次沉淀反应没有对高温强度造成影响。结果表明：结构钢中的DSA可能是导致此钢具有耐热性的重要机理。在应力一应变曲线中出现锯齿时的经验活化能以及在抗拉强度随温度或锯齿消失时变化的最大活化能值，均说明了在此钢中，与DSA有关的高温强化是间隙一置换溶质偶极和位错的动态相互作用。