非晶与高熵合金专刊前言

有序晶态金属材料过去几千年来得到了广泛的应用,极大地改善了人类的生活条件,甚至影响或左右时代和文明的进步方向.过去的一个世纪里,科学家和工程师们提出各种理论模型或发明分析工具来描述晶体材料的微观结构,揭示晶体材料的微观结构特征与其宏观性质或行为之间的本质联系.     

热处理对双真空冶炼AISI 4340钢显微组织和拉伸性能的影响

采用光学显微镜、透射电镜和拉伸实验等研究了不同热处理状态的双真空冶炼AISI 4340钢的显微组织与拉伸性能,并与普通冶炼AISI 4340钢的强度-塑性进行对比.结果 表明:淬火态双真空冶炼AISI 4340钢的微观组织主要由板条和片层孪晶马氏体组成,板条内位错密度较高;经350℃回火后有大量碳化物析出,且仍观察到片...     

电致热处理工业纯铝线的强度演化规律

分别采用干燥箱和施加电流装置对工业纯铝线进行了传统的退火处理和电致热处理，并研究了不同温度下退火处理和电致热处理对工业纯铝线强度和微观组织的影响规律及机制。结果表明，当热处理温度相同时，与退火态工业纯铝线相比，电致热处理态工业纯铝线的抗拉强度更低，晶粒尺寸更大，施加电流在工业纯铝线内晶界处导致的局部焦耳热温升是电致热处理态工业纯铝线晶粒尺寸更大的主要机制，也是导致电致热处理态工业纯铝线强度更低的本质。     

液氮电脉冲处理超细晶316L不锈钢的低温拉伸性能

在液氮环境用电脉冲(EPT)工艺优化冷轧316L奥氏体不锈钢的微观组织和力学性能，研究了电脉冲处理后样品的室温和低温拉伸性能及其变形机制。结果表明：液氮电脉冲处理后的冷轧316L不锈钢可得到再结晶组织。输入电脉冲的能量不同，其再结晶比例也不同, EPT-7.5LN样品可产生完全再结晶组织。在不同温度下电脉冲处理样品的拉伸实验结果表明，在77 K的拉伸强度-塑性匹配远比在293 K时的高。透射电镜的表征结果表明，样品在293 K的拉伸变形机制以位错和变形孪晶为主，在77 K的拉伸变形时则发生了大量形变诱导马氏体相变。正是大量的马氏体相变及其随后的位错滑移变形使材料的加工硬化能力显著提高，从而使其塑性增强。进一步分析表明，产生变形机制差异的主要原因是，在低温下这种材料的层错能显著降低。     

层错能对面心立方金属形变机制与力学性能的影响

层错能在面心立方(fcc)金属塑性变形和损伤过程中具有重要作用，本文主要总结了以下研究结果：(1)随层错能降低，fcc金属滑移方式逐渐从易于交滑移的波状滑移方式转变为平面滑移方式，直至发生变形孪生；(2)为了理解不同位错密度fcc金属中层错能的变化趋势，采用有效层错能的概念，随位错密度增加，有效层错能也随之升高；(3)层错能降低不是决定fcc金属形变孪生发生的唯一因素，通过第一原理计算模拟滑移和孪生之间的竞争关系，建立了fcc金属形变孪生临界判据；(4)通过对高层错能、中等层错能以及低层错能fcc金属疲劳位错组态的实验观察和分析，总结了fcc金属中形成规则驻留滑移带的判定条件；(5)随Al含量增加，Cu-Al合金层错能降低导致平面滑移程度增加，其拉伸强度和均匀延伸率呈现同步提高趋势；(6)采用指数应变硬化模型可精确描述Cu-Al合金拉伸加工硬化过程，进而预测了不同合金成分和微观组织状态Cu-Al合金屈服强度-抗拉强度-均匀延伸率之间的定量关系；(7)随Al含量增加，Cu-Al合金疲劳强度升高；在相同应变幅下，随Al含量增加，其低周疲劳寿命也升高。表明合金成分明显影响fcc金属形变损伤机...     

应力比对含缺陷选区激光熔化TC4合金稳态疲劳裂纹扩展速率的影响

选择含有2种不同微观缺陷的选区激光熔化TC4合金，定性研究了缺陷尺寸对稳态阶段疲劳裂纹扩展速率的影响规律，并对缺陷尺寸较小的合金，在不同应力比(R=0.1、0.3和0.5)下进行稳态阶段疲劳裂纹扩展速率对比研究。在疲劳裂纹扩展速率(da/d N，其中，a为裂纹长度，N为应力循环周次)和应力强度因子范围(ΔK)关系的基础上，利用Paris公式拟合分析，结果表明，缺陷尺寸增大导致da/d N增大，即Paris公式中的系数m不变，C增大；而随着R增大，ΔK减小，da/d N增大，同时da/d N曲线在低ΔK时汇集，即Paris公式中的系数m增大，C减小，且m和lg C之间存在线性关系，该关系不受R的影响。最终结合疲劳损伤机制，对微观缺陷和R引起的不同变化规律进行了分析。     

高强钢断裂韧性与疲劳裂纹扩展评价方法研究进展

高强钢在服役过程中长期经受循环载荷作用，其疲劳与断裂问题一直是热点研究方向。准确评估高强钢的疲劳寿命和监测高强钢构件的服役状态，是保证大型装备安全运行的关键。随着断裂力学发展，损伤容限设计已成为航空、航天、核电和高速铁路等重要工业领域的关键构件疲劳断裂控制方法。作为损伤容限设计中的关键力学参量，准确掌握断裂韧性和疲劳裂纹扩展的评价方法，能够对解决大型构件完整性和可靠性研究的瓶颈问题中起到承上启下的作用。首先概述高强钢的分类和失效问题，分析断裂韧性和疲劳裂纹扩展的表征形式。从尺寸效应和能量准则等方面系统阐述了小试样估算断裂韧性的方法，并探讨高强钢中拉伸性能、冲击韧性与断裂韧性的定量关系研究进展。从近门槛值区、稳态区和全阶段区域分别阐述疲劳裂纹扩展模型和方法，并重点介绍贴近实际工程应用中的应力比和尺寸效应两方面的研究进展。最后提出高强钢断裂韧性和疲劳裂纹扩展评估及测试技术研究中值得关注的若干问题。