金属间颗粒不均匀性控制高强度纳米结构铝合金中的剪切局部化
材料科学
2022-08-02 v2
摘要
采用原位微柱压缩测试研究了两种纳米晶铝合金Al-Mg-Y和Al-Fe-Y的力学行为。两种合金均通过分级微观结构强化，包括晶界偏聚、纳米厚非晶复杂ion（complexions）、尺寸为几纳米的碳化物纳米棒析出物以及亚微米尺度金属间颗粒。测得Al-Mg-Y体系的最大屈服强度为950 MPa，超过Al-Fe-Y体系（680 MPa），主要归因于更多的碳化物纳米棒和更多的非晶复杂ion。两种合金的屈服强度均远高于商用铝合金，因此在结构应用中具有巨大潜力。然而，观察到一些微柱试样通过剪切带发生塑性软化。事后研究表明，长度为几微米的无金属间相变形通道是此种失效的原因。进一步表征显示剪切带内发生显著晶粒长大。粗化晶粒彼此保持相同取向，指向塑性流动的晶界机制，特别是晶粒旋转和/或晶界迁移。金属间颗粒的存在由于不同的晶格参数和滑移系，使基体晶粒与金属间晶粒难以旋转至同一取向。因此，我们能够得出结论：平均间距小于剪切局部化逾渗长度的金属间颗粒均匀分布，可有效阻止剪切带的成熟，从而为兼具高强度与稳定塑性流动的高强度纳米晶铝合金提供一种设计策略。
引用
@article{arxiv.2205.09820,
title = {Intermetallic particle heterogeneity controls shear localization in high-strength nanostructured Al alloys},
author = {Tianjiao Lei and Esther C. Hessong and Jungho Shin and Daniel S. Gianola and Timothy J. Rupert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.09820},
year = {2022}
}