由变形模式尺寸依赖转变驱动的镁异常硬化
材料科学
2016-12-20 v1
摘要
镁及其合金作为汽车和航空航天领域的节能结构材料具有巨大潜力。然而，由于延展性和成形性较差，镁合金的使用受到限制。镁合金力学性能差源于滑移系不足，而变形孪晶在协调塑性变形中起着重要作用。在此，我们报告了一项综合实验与建模研究，以理解晶体尺寸对孪晶取向镁单晶变形模式转变的影响。实验揭示了两种尺寸效应机制：(1) 单一孪晶传播，在直径 \le 18 \mu m 的微柱中表现出典型的“越小越强”行为；(2) 孪晶-孪晶相互作用，在直径 > 18 \mu m 的微柱中导致异常应变硬化。分子动力学模拟进一步表明，在几百纳米以下的晶体尺寸中，发生了从孪晶到位错介导塑性的转变。我们的结果为从纳米尺度到块体的孪晶取向镁的基本变形模式提供了新理解，并为通过尺寸细化设计具有优异力学性能的镁合金提供了见解。这随后可转化为在相关技术应用中更多地利用镁合金作为结构材料。
引用
@article{arxiv.1612.06275,
title = {Anomalous Hardening in Magnesium Driven by a Size-Dependent Transition in Deformation Modes},
author = {Gi-Dong Sim and Gyuseok Kim and Steven Lavenstein and Mohamed H. Hamza and Haidong Fan and Jaafar A. El-Awady},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.06275},
year = {2016}
}