严重塑性变形 (SPD) 因有可能将晶粒细化到亚微米或纳米级,从而显着提高力学性能而受到广泛关注。15) 然而,对于实际应用,扩大 SPD 样品的规模仍然是一项具有挑战性的任务。最近的研究表明,高压滑动 (HPS) 是一种有效的晶粒细化工艺,可使条带形式的晶粒细化并具有均匀的微观结构。69) 当 HPS 工艺与板材形式的样品进给相结合时,样品尺寸进一步增加,称为增量进给 HPS (IF-HPS),10,11) 以及与棒状样品绕纵轴旋转相结合,称为带旋转的多道次 HPS (MP-HPS-R)。12,13) IF-HPS 和 MP-HPS-R 工艺都具有很好的实际应用前景。尽管如此,对于 MP-HPS-R 工艺,迄今为止加工的最大直径为 10 mm 的棒材,并且在棒材中心周围获得了直径仅为 6 mm 的均匀应变区域。因此,在本研究中,我们挑战将 MP-HPS-R 工艺应用于直径 16 mm 的更大棒材的晶粒细化。本实验使用 Al 3Mg 0.2Sc(质量%)合金,因为当晶粒尺寸通过 SPD 工艺细化时,该合金表现出超塑性,并且总伸长率可被视为晶粒细化的程度。14 17) 使用透射电子显微镜 (TEM) 进行微观结构观察,并使用显微硬度测量和拉伸测试评估机械性能。结果表明,成功生产出具有超细晶粒结构的大尺寸棒材,同时保持了与 SPD 加工相关的基本特性。
完整作者列表: Slade, Tyler;西北大学,化学系 Grovogui, Jann;西北大学,材料科学与工程系 Kuo, Jimmy;西北大学,材料科学与工程系 Anand, Shashwat;西北大学,材料科学与工程系 Bailey, Trevor;密歇根大学,物理系 Wood, Max;西北大学,材料科学与工程系 Uher, Ctirad;密歇根大学,物理系 Snyder, G.;西北大学,材料科学与工程系 Dravid, Vinayak;西北大学,材料科学与工程系 Kanatzidis, Mercouri;西北大学,化学系
图 1:具有不同平均粒子/晶粒尺寸的 SiGe 合金和 Mg 3 Sb 2 样品的晶格热导率(按照传统方法计算)κ L ( κ total − LσT ) 与加权迁移率 µ W 12,14(推导方法见 SI)的关系。 (a)n 型(P 掺杂)和 p 型(B 掺杂)SiGe 在室温下均呈现正相关性。 (b)对于高温(573K)下的 Mg 3 Sb 2,电子不会被晶界明显散射,除最小晶粒尺寸样品外,加权迁移率相同。 相反,在低温(323K)下,随着晶粒尺寸的减小,µ W 显著降低,因此低 µ W 是晶粒边界电阻的良好指标。 κ L 随 µ W 降低而增加的趋势表明即使没有测量晶粒尺寸也存在晶界效应。
一种简单的无压两步烧结法解决了生产致密超细晶粒 (UFG) 钨的难题。该方法可提供均匀的微观结构,理论密度约为 99%,晶粒尺寸约为 700 nm,这是文献中报道的最佳纯钨烧结方法之一。得益于更细腻、更均匀的微观结构,两步烧结样品在弯曲强度和硬度方面表现出更好的机械性能。在验证了抛物线晶粒生长动力学的同时,在 1400°C 时观察到标称晶界迁移率的转变,高于此温度时有效活化焓约为 6.1 eV,低于此温度时晶界运动迅速冻结,活化焓异常大,约为 12.9 eV。活化参数相对于温度的这种高度非线性行为表明活化熵和可能的集体行为在晶粒生长中发挥了作用。我们相信,所报道的两步烧结方法也适用于其他难熔金属和合金,并且可以推广到使用机器学习的多步或连续冷却烧结设计。© 2020 Acta Materialia Inc. 由 Elsevier Ltd. 出版。保留所有权利。
DEPC (MN) 037 高温压缩试件的微观结构映射 - 通过电子背散射衍射进行晶粒尺寸计量摘要电子背散射衍射 (EBSD) 越来越多地被用于通过映射试件截面的晶体学取向来表征许多工程材料的微观结构。这些晶体学信息传统上用于揭示详细的相和纹理信息,但它也可以提供有关晶粒尺寸和相关参数的大量信息。这些参数有时被视为直接光学技术的简单测量值。然而,EBSD 的自动化特性意味着它可以提供更多信息,而不受个别操作员的技能和主观性的影响,例如在设置样品照明以进行自动图像分析时。虽然 EBSD 可以自动化晶粒尺寸测量过程,但在样品制备、操作条件的选择和使用采集后降噪方面仍需小心。本文报告了这些对测量晶粒尺寸影响的实际例子,并将 EBSD 结果与光学结果进行了比较,突出了 EBSD 在检测较小晶粒和检测孪晶界时更高的分辨率所产生的影响。本文讨论了报告结果的方式,并将结果与晶粒尺寸分布的理论预测进行了比较。这项工作是在需要量化微观结构异质性的更广泛背景下进行的,以便验证工程合金热变形的变形模型,这是与谢菲尔德大学和威尔士大学(斯旺西)联合项目的一部分。KP Mingard、EG Bennett、AJ Ive 和 B Roebuck 2006 年 1 月