几何必要边界容纳冷轧Fe-3%Si中的残余弹性应变
材料科学
2026-06-30 v1
摘要
在晶内尺度上，变形金属中塑性变形容纳结构与残余弹性应变场之间的关系尚不明确，主要因为没有任何实验技术能够在位错边界的长度尺度上，同时提供对这两个场的三维、体敏感的探测。在此，我们利用暗场 X 射线显微镜（DFXM），在一个 50% 冷轧 Fe 3%Si 合金的晶粒内部，以三维方式同时绘制了晶内取向差和残余弹性应变。我们在体材料中无损地分辨了几何必要边界（GNB）和偶然位错边界（IDB）胞状结构。将弹性应变场与分割出的塑性变形子结构相关联表明，GNB 作为长程残余弹性应变的主要载体和分配者。GNB 在整个晶粒体积内分隔出具有不同平均 d 间距的子域。与 IDB 和位错胞相关的塑性取向差在承载相对相似弹性应变值的 GNB 限定子域内发展。这支持了这样一种机制图景：GNB 容纳了变形状态下几乎所有的长程残余弹性应变，而塑性滑移则向 GNB 内部扩展，组织成具有相似应变水平的 IDB 胞。此处量化的三维取向差和应变梯度为铁素体钢（如电工钢）的回复与再结晶建模提供了直接的实验输入。
引用
@article{arxiv.2606.31538,
title = {Geometrically necessary boundaries accommodate the residual elastic strain in cold-rolled Fe-3%Si},
author = {Aditya Shukla and Nikolas Mavrikakis and Can Yildirim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2606.31538},
year = {2026}
}