CYCLIC STRAIN HARDENING AND SATURATION OF [■12]DOUBLE-SLIP-ORIENTED COPPER SINGLE CRYSTALS

本文在塑性分切应变幅（γpl）为1．3×10-4－7．2×10-3范围内研究了双滑移取向铜单晶体的循环形变行为当γpl＜2×10-3,晶体的初始硬化速率θ0.2较低,几乎与应变幅大小无关。当γpl＞2×10-3,θ0．2随γpl的增加而显著增大．　晶体的循环应力－应变（CSS）曲线在5×10-4＜γpl＜4×10-3范围内呈现一个明显的平台,平台区的范围与单滑移晶体相比明显缩短,但平台区对应的饱和应力相近．和晶体虽然同处于标准取向三角形的001／边上．但其循环形变行为存在明显的差异,可归结为各个滑移系相对于晶体轴的几何位置不同,从而造成不同的滑移形变特征     

[011]多滑移取向铜单晶体的循环形变行为──Ⅰ.循环应力-应变响应

本文在一个较宽的塑性应变幅范围（γpl=1.1×10-4-7．2×10-3）内研究了[011]多滑移取向铜单晶体的循环形变行为.结果表明,[011]晶体的循环形变行为明显不同于[011]和[111]多滑移取向的铜单晶体.[011]晶体具有较低的初始硬化速率,即使在较高的塑性应变幅下,初始硬化速率也无明显变化.［011］晶体的循环应力-应变曲线（CSSC）在所研究的塑性应变幅范围内呈现平台区.CSSC上是否存在平台区,主要由晶体本身的滑移特点和相应的位错反应所决定.疲劳滞后回线形状参数VH在某种程度上可用于确定[011]多滑移铜单晶体的PSB萌生应力     

Cu双晶的循环形变行为与疲劳裂纹萌生：Ⅰ.循环形变行为和滑移形貌

在切应变幅γpl≈1066×10-4至9．1×10-3s范围内，研究了四种Cu双晶的循环形变行为,实验结果表明，对于含两单滑移取向组元晶体的三种子行晶界双晶，其循环形变行为表现出和单滑移取向Cu单晶类似的特征，循环应力一应变（CSS）曲线上存在一平台区，但平台应力都高于单滑移取向Cu单晶的典型值（28MPa），且各有所差别对于含一单滑移和一双滑移组元晶体的垂直晶界双晶，CSS曲线上没有明显的平台，并且发现曲线与Cu多晶的CSS曲线非常类似表面形貌观察表明，上述循环形变行为与由于晶界约束而导致的双滑移或多沿移现象以及开动沿移系的位错反应强度密切相关     

CYCLIC DEFORMATION BEHAVIOR OF [011]MULTIPLE-SLIP-ORIENTED COPPER SINGLE CRYSTALS Ⅱ. Surface Slip Features and Deformation Bands

本文系统研究了[011]多滑移取向铜单晶体在不同塑性应变幅下循环饱和后的表面滑移特征.结果表明,[011]多滑移取向铜单晶体的疲劳极限低于[001]多滑移取向铜单晶体.当应变幅γpl≥2.5×10－3时,表面出现两种宏观形变带（DBI和DBII）;它们呈严格的正交关系,其形成可能与循环加载中产生的不可逆晶体旋转密切相关.当应变幅γpl≥5.0×10－3时,表面还出现DBIII形变带,其惯习面为（001）;此类形变带的出现是［011］单晶体在高应变幅下循环达到峰值应力后出现明显循环软化现象的根本原因     

[12]Cu-7Al单晶体循环形变行为──Ⅱ.循环形变特征

对[12]CU-7Al（原子分数,％）单晶体的循环形变行为进行了研究,结果表明,其循环饱和应力-应变曲线与Cu单晶相似．在γP1＝1．1×10-3-4．5×10-3的范围内。存在饱和平台,平台处的饱和应力为27．3MPa;当γP1＜1．1×10-3和γP14．5×10-3时,饱和应力均随应变幅的增大而单调升高,循环硬化曲线表现出三个阶段,循环硬化阶段的硬化率随应变幅的增大而增大．试样的表面滑移形貌与滑移方式相一致     

双滑移取向Cu单晶的循环形变行为──Ⅰ．循环形变行为SCIEI

在塑性分切应变幅（γｐｌ）为１０^（－４）─１０^（－２）的范围，研究了双滑移取向（［０３４］，［１１７］）和单滑移取向（［１２５］）Ｃｕ单晶的循环硬化及饱和行为．［０３４］晶体的初始循环硬化规律与［１２５］晶体的相似，在γｐｌ小于１０^（－３）的范围，硬化速率（θ＿（０．２））较低，且不依赖于γｐｌ；当γｐｌ＞１０^（－３）时，硬化速率随γｐｌ的增加快速上升．［１１７］晶体在１０^（－４）＜γｐｌ＜５×１０^（－３）范围的初始硬化速率显著高于其它二种晶体．二种双滑移取向晶体在快速硬化之后、均有明显的软化现象．［０３４］晶体的循环应力－应变曲线（ＣＳＳＣ）有一平台区，饱和应力与单滑移晶体的相近，但平台区较短（上限为γｐｌ～４．３×１０^（－３））．［１１７］晶体的ＣＳＳＣ几乎不存在平台区，饱和应力是γｐｌ的单调升函数，与多晶体的ＣＳＳＣ相似．上述循环形变行为与不同滑移系之间的位错反应特点一致．     

[12]Cu-7Al单晶体循环形变行为──Ⅰ.应变突发行为

对[　12]Cu-7Al(原子分数,％）单晶体在循环形变中的应变突发现象进行了研究结果发现：在塑性应变幅γP1＝22×10-4和γP1≥2.2×10－3的条件下,表现出循环形变稳定性,循环应力随循环数增加无波动;但在γP1＝4．4×104-1．1×10-3的范围内,出现循环应力波动,发生了应变突发.在相同应变幅下,应变突发频率随循环数的增加而减小,随应变幅的增大而增大;应变突发时应力降低值D随应变幅的增大而减小,分析了试样在2．5×10－3塑性应变幅作用下表面滑移形貌的演化     

垂直晶界钢双晶体的循环形变行为

本文通过对取向近垂直晶界铜双晶体进行塑性应变控制循环变形,在表面滑移形貌及饱和位错组态观察的基础上,研究了其循环应力－应变响应．结果表明该铜双晶体循环应力－应变（CSS）曲线具有两个饱和轴向应力基本不变的平台区．即在塑性应变范围1．80×10-4－1．35×10-3对应于饱和应力幅62—64MPa及在塑性应变范围2．04×10-3—2．56×10-3对应于饱和应力幅70—71MPa．讨论了组元晶体的相对取向对其滑移形貌、饱和位错组态及CSS曲线的影响。     

[123]Cu-16%Al单晶循环形变的不稳定性Ⅱ.循环形变行为

研究了［123］Cu－16％Al单晶在不同塑性应变幅下的循环形变行为结果表明,试样在整个循环过程中表现出较低的硬化率,且几乎与应变幅大小无关在γp1＝5．3×10－5－64×10－4范围内,循环最大切应力和循环最小切应力几乎与应变幅无关,当γp1＞6．4×10－4时,表现为缓慢硬化随着应变突发的发生,滑移带逐渐增多,在低应变幅γp＝5．3×10－5下驻留Luders带（PLB）不均匀,存在局部无形变区;在其它塑性应变幅下,驻留Luders带均匀分布于试样的整个标距     

CYCLIC DEFORMATION BEHAVIOUR OF Cu SINGLE CRYSTAL ORIENTED FOR DOUBLE SLIPS Ⅰ. Cyclic Hardening and Saturation

在塑性分切应变幅（γｐｌ）为１０~（－４）─１０~（－２）的范围，研究了双滑移取向（［０３４］，［１１７］）和单滑移取向（［１２５］）Ｃｕ单晶的循环硬化及饱和行为．［０３４］晶体的初始循环硬化规律与［１２５］晶体的相似，在γｐｌ小于１０~（－３）的范围，硬化速率（θ＿（０．２））较低，且不依赖于γｐｌ；当γｐｌ＞１０~（－３）时，硬化速率随γｐｌ的增加快速上升．［１１７］晶体在１０~（－４）＜γｐｌ＜５×１０~（－３）范围的初始硬化速率显著高于其它二种晶体．二种双滑移取向晶体在快速硬化之后、均有明显的软化现象．［０３４］晶体的循环应力－应变曲线（ＣＳＳＣ）有一平台区，饱和应力与单滑移晶体的相近，但平台区较短（上限为γｐｌ～４．３×１０~（－３））．［１１７］晶体的ＣＳＳＣ几乎不存在平台区，饱和应力是γｐｌ的单调升函数，与多晶体的ＣＳＳＣ相似．上述循环形变行为与不同滑移系之间的位错反应特点一致．     

[123]Cu-16%Al单晶循环形变的不稳定性Ⅰ.应变突发行为

研究了应变幅和加载频率对［123］Cu－16％Al单晶在循环形变中的应变突发行为的影响．结果表明,在应变幅γp1＝5．3×105－5－2．1×10－3范围内,循环形变过程中均发生应变突发;在γp1＝6．4×103时,循环形变过程中未发生应变突发讨论了应变幅和加载频率f与应变突发频率n,应变突发量B和应变突发时应力降低值D的关系     

垂直晶界铜双晶体的循环形变行为

本文通过对取向近垂直晶界铜双晶体进行塑性应变控制循环变形,在表面滑移形貌及饱和位错组态观察的基础上,研究了其循环应力－应变响应．结果表明该铜双晶体循环应力－应变（CSS）曲线具有两个饱和轴向应力基本不变的平台区．即在塑性应变范围1．80×10-4－1．35×10-3对应于饱和应力幅62—64MPa及在塑性应变范围2．04×10-3—2．56×10-3对应于饱和应力幅70—71MPa．讨论了组元晶体的相对取向对其滑移形貌、饱和位错组态及CSS曲线的影响。     

亚微米铜循环形变特征研究

本文研究了恒塑性应变控制下，egualchannelangularextrusion（ECAE）技术制备的亚微米铜的室温拉压时称循环形变行为，结果表明，亚微米钢在εpl＝5×10(－4)和1×10(－3)下表现出典型的循环软化特征、且直到断裂没有饱和阶段；而在εpl＝1×10(－4)下循环至5000周，应力幅仍没有明显变化，样品表面的光学显微镜及SEM－electronchannelingcontrast（SEM－ECC）技术研究发现：存在着宏观形貌与单晶表面滑移线相类似的‘滑移线’，‘滑移线’在侧面与载荷轴成45°，而在前表面与载荷轴相垂直：微观上‘滑移线’又可分为细而长的‘滑移线’和宽而短的微剪切带，根据晶界协同滑动和晶粒协同变形观点对上述两种形式的形变局部化的形成分别进行了分析     

[001]多滑移取向铜单晶体的循环形变行为：Ⅰ.循环应力—应变响应

本文在一个较宽的塑性应幅范围内研究了「００１」多滑移取向铜单向循环形变行为。结果表明,「００１」晶体的循环形变行为明显不同于「００１」和「１１１」多滑移取向的铜单晶体。「０１１」晶体具有产低的初始硬化速率,即使在较高的塑性应变幅下,初始硬化速率也无明显变化。     

（123）Cu—16%Al单晶循环形变的不稳定性：II.循环形变行为

研究了（１２３）Ｃｕ－１６％Ａｌ单晶在不同塑性应变幅下的循环形变行为,结果表明,试样在整个环过程中表现出较代的硬化率,且几乎与应变幅大小无关,在γｐｌ＝５．３×１０＾－４范围内,循环最大切应力和循环率最小切应力几乎与应变幅无关。当γｐｌ〉６．４×１０＾－４时,表现为缓慢硬化,随着应变突发的发生,滑移带逐渐增多,在低应变幅γｐｌ＝５．３×１０＾－５下驻留Ｌｕｅｄｅｒｓ带（ＰＬＢ）不均匀,存在局部无形     

晶体取向对铝单晶在循环形变过程中的应力响应、摩擦应力和反馈应力的影响

采用晶体取向不同的99.999％Al单晶试样,进行拉压对称的应变控制疲劳试验。应变幅为2×10~(-3)。记录了各循环周次的应力、应力-应变滞后回线,根据回线的面积和形状计算了循环形变中的能量损耗、摩擦应力、反馈应力及形状参量。观察了滑移形貌,发现晶体取向对上述各量均有很大影响。多滑移取向晶体比单滑移取向晶体具有大得多的初始硬化率、饱和应力值和能量损耗。而滞后回线的形状则后者较接近矩形,其形状参量V_H比前者大,探讨了各参量间的关系及它们与材料内部位错结构的联系。     

面心立方晶体的循环形变及其位错反应模型 Ⅰ Cu晶体的循环形变

系统地观察了各种不同轴向Cu晶体的循环应力-应变响应及其饱和位错结构.实验结果表明,晶体的宏观循环形变行为和微观位错组态的演变都与晶体的轴向紧密相关.在一些轴向位于标准取向三角形内的单滑移晶体中观察到明显的多滑移现象;其循环形变行为和饱和位错结构都与相邻的双滑移或多滑移晶体有许多相似之处.     

CYCLIC DEFORMATION OF FCC CRYSTALS AND ITS DISLOCATION INTERACTION MODEL Ⅰ. CYCLIC DEFORMATION OF COPPER SINGIE CRYSTALS

系统地观察了各种不同轴向Cu晶体的循环应力-应变响应及其饱和位错结构.实验结果表明,晶体的宏观循环形变行为和微观位错组态的演变都与晶体的轴向紧密相关.在一些轴向位于标准取向三角形内的单滑移晶体中观察到明显的多滑移现象;其循环形变行为和饱和位错结构都与相邻的双滑移或多滑移晶体有许多相似之处.     

（123）Cu—16%Al单晶循环形变的不稳定性：I.应变突发行为

研究了应变幅和加载频率对（１２３）Ｃｕ－１６％Ａｌ单晶在循环形变中的应变突行为的影响。结果表明,在应变幅γｐ１＝５．３×１０＾－５－２．１×１０＾－３范围内,循环形变过程中均发生变突发,在γｐ１＝６．４×１０＾－３时,循环形变中过程中未发生应突变发,讨论了应变幅和加载频率ｆ与应变突发频率ｎ,应变突发量Ｂ和应变突变应力降低值Ｄ的关系。     

[112]Cu—7Al单晶体循环形变行为：Ⅱ.循环形变特征

对「１１２」Ｃｕ－７Ａｌ单晶体的循环形变行为进行了研究。结果表明,其循环饱和应力－应变曲线与Ｃｕ单晶相似,在γｐ１＝１．１×１０＾－３－４．５×１０＾－３的范围内,存在和饱和平台,平台处的饱和应力为２７．３ＭＰａ;当γｐ２〈１．１×１０＾－３和γｐ１〉４．５×１０＾－３时,饱和应力均随应变幅的增大而单调升高。