可变形多晶材料广义Hall-Petch定律与两相模型温度依赖性的特征

在[arxiv:1803.08247 [cond-mat.mtrl-sci]]中提出的平衡流变应力(包括屈服强度 ${\sigma}_y$)统计理论框架下，该理论描述了多晶材料在准静态(拉伸应变情形)塑性变形下屈服强度随晶粒(晶体)平均尺寸 d 在 $10^{-8}$ m - $10^{-2}$ m 范围内的依赖关系。研究发现，对于具有 BCC (${\alpha}$-Fe)、FCC (Cu、Al、Ni) 和 HCP (${\alpha}$-Ti、Zr) 晶格的材料，在 T=300K 时理论值与实验值中的 ${\sigma}_y$ 相吻合。本文研究了强度特性的温度依赖性。以 Al 为例表明，对于所有 d 大于 $3*d_0$(其中 $d_0$ 为最大 ${\sigma}_y$ 对应的极限晶粒尺寸)的晶粒，屈服强度随温度降低而增大，随后在纳米晶区域 ${\sigma}_y$ 减小，从而确定了温度-尺寸效应。在 Backofen-Considère 断裂准则成立条件下，构建了 ${\alpha}$-Fe 纯晶相的应力-应变曲线 ${\sigma}={\sigma}({\epsilon})$。通过引入软化晶界相，将多晶材料的单相模型加以扩充。