超细Cr-Ni共晶中的强化和界面介导的塑性协同变形：纳米力学研究
材料科学
2026-07-01 v1
摘要
超细共晶异质结构为高强度材料的塑性提供了严格的测试，其中变形必须通过界面和应变梯度来协调。室温延展性通常受到硬相过早断裂的限制，这使得关于实现塑性协同变形的界面间距、原子结构和局部化学等基本问题悬而未决。在这里，我们使用Cr-Ni二元合金作为模型系统来解决这个问题，该合金通过电子束粉末床熔融加工，产生由富Cr BCC相和富Ni FCC相组成的层状共晶微观结构，平均层间距约为450 nm。原子分辨STEM揭示了具有Kurdjumov-Sachs取向关系的阶梯状半共格FCC/BCC界面，以及局限于BCC侧几个原子平面的Ni富集。SEM中的原位微尺度压缩和拉伸测试表明，在高流动应力下伴随着大的塑性应变而没有开裂，表明塑性不相容性的稳定协调。关联的TEM/HR-STEM确定了变形顺序：初始塑性由界面附近FCC片层中应变梯度驱动的位错积累主导，随后是FCC中的变形孪晶和局部界面剪切与重取向。BCC相随后发展出高密度的可动位错。采用原子模拟来理解FCC/BCC界面原子结构和化学对硬相中滑移激活的影响。这些发现表明，纳米尺度约束、阶梯状K-S界面结构和界面化学共同促进了硬相在其整体脆韧转变温度以下的位置错滑移，以及在高流动强度下的塑性协同变形。
引用
@article{arxiv.2607.00906,
title = {Strengthening and interface-mediated plastic co-deformation in an ultrafine Cr-Ni eutectic: A nanomechanical investigation},
author = {Arkajit Ghosh and Mustafa Tobah and Jianing Zhou and Jian Wang and Amit Misra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.00906},
year = {2026}
}