Role of stress-assisted martensite in the design of strong ultrafine-grained duplex steels
本文解释了在设计超细晶粒双相钢时，通过应力辅助马氏体相变诱发塑性的发生。结果发现，当奥氏体被减少到约300 nm的精细尺度，初始变形诱导的显微组织可以由平行层状马氏体或机械孪生，这不能有效地提供应变诱导马氏体的形核位点占主导地位。因此，α马氏体成核独立地通过应力辅助过程发生，该过程增强了超细晶奥氏体中的相变诱导塑性。这一冶金学原理通过使用透射菊池衍射图、透射电子显微镜和原子探针显微镜的组合进行了实验验证，并通过应力辅助马氏体的热力学模型在理论上进行了证明。
2014-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Strengthening and interface-mediated plastic co-deformation in an ultrafine Cr-Ni eutectic: A nanomechanical investigation
University of Michigan – Ann Arbor（密歇根大学安娜堡分校）；University of Nebraska – Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）
通过电子束粉末床熔融制备Cr-Ni共晶合金，结合原位力学测试与原子尺度表征，揭示了纳米层间距、台阶状半共格界面及Ni偏析协同促进硬相位错滑移，实现高流变应力下的塑性协同变形。
2026-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced mechanical properties and microstructural stability of ultrafine-grained biodegradable Zn-Li-Mn-Mg-Cu alloys produced by rapid solidification and high-pressure torsion
本研究通过快速凝固结合高压扭转制备超细晶Zn-Li-Mn-Mg-Cu合金，实现纳米相均匀分布，平均晶粒尺寸低于360 nm，屈服强度达325 MPa以上，经热处理后屈服强度提升至440 MPa，并阐明热激活机制与晶界滑移为变形主导机制。
2023-12-24 cond-mat.mtrl-sci
Microstructure Thermal Stability and Superplastic Behavior of Al-6%Mg-0.12%Sc-0.10%Zr-0.10%(Yb, Er, Hf) Ultrafine-Grained Alloys
本文研究ECAP制备的含Yb、Er或Hf超细晶Al-6Mg-Sc-Zr合金，分析热稳定性、超塑性变形参数与晶粒演化，发现Hf合金性能更优且Yb合金可在400 °C实现910%伸长率。
2023-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional morphology of an ultrafine Al-Si eutectic produced via laser rapid solidification
本文利用高通量表征与计算机视觉技术对激光快速凝固Al-Si超细共晶进行三维分支分析，证明其与杂质变质共晶在微结构起源上存在本质差异，并提出一种无需定制即可推广至其他体积数据集的定量方法。
2023-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Effect of elasto-plastic compatibility of grains on the void initiation criteria in low carbon steel
本研究证明了铁素体晶粒尺寸分布对低碳钢中孔洞萌生的作用。进行各种热机械处理以产生超细、双峰和粗范围的铁素体晶粒分布。提出了一个两个参数表征的可能的空隙萌生点;弹性模量的差异和差异的施密德因素的颗粒周围的空隙。所有的微观结构进行分类的基础上的能力，以减轻或抵抗空隙成核。对于粗晶粒，弹性模量差以及Schmid因子差最大，超细晶粒次之，双峰晶粒最小。
2019-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Recrystallisation phenomena in an ultrafine-grained Al-Mg-Si alloy revealed by correlative in situ EBSD and TEM heating
Graz University of Technology（格拉茨工业大学）；Graz Centre for Electron Microscopy (FELMI-ZFE)（格拉茨电子显微镜中心）；Montanuniversität Leoben（莱奥本矿业大学）；Institute of Aeronautics and Space, Brazilian Air Force（巴西空军航空与航天研究所）
研究超细晶粒Al-Mg-Si合金热稳定性，通过原位EBSD和TEM加热对比及多种方法辅助，确定再结晶起始温度，揭示晶粒细化对析出的影响，表明再结晶中晶界汇强度下降，建立原位EBSD加热为确定微观结构不稳定性的原位方法。
2026-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.space-ph
Grain Boundary Softening from Stress Assisted Helium Cavity Coalescence in Ultrafine-Grained Tungsten
在粗晶材料中氦空穴的形成产生与空穴的数量密度和尺寸成比例的硬化，并且是由于位错与晶内氦缺陷的相互作用。在含有高密度界面汇的纳米结构金属中，晶界上的优先空穴形成反而产生软化，并且通常归因于增强的界面塑性。采用两个等级的超细晶粒钨，我们探索这种效果，使用有针对性的注入研究，以映射腔演变作为辐射条件的函数，并通过纳米压痕量化其对机械响应的影响。软化的报告在植入温度高于优先晶界空腔形成的阈值，但在足够低的能量密度之前的晶粒内空腔的生长。集体的平均空腔的大小，密度和形态下的残留的印象植入表面上的变化表明，腔聚结伴随着硬度的降低。互补原子模拟表明，在钨晶粒结构表现出软化，晶界气泡聚结驱动的应力集中，进一步采取行动，通过合作的变形过程，涉及本地原子洗牌和滑动，位错发射，甚至不稳定的孪生事件的成核在晶界局部应变。
2023-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic recrystallization in adiabatic shear banding: effective-temperature model and comparison to experiments in ultrafine-grained titanium
动态再结晶（DRX）常与绝热剪切带（ASB）一起在多晶材料中观察到。与剪切带外的材料相比，剪切带中的再结晶纳米晶粒具有很少的位错。在本文中，我们重新制定了最近发展的Langer-Bouchbinder-Lookman（LBL）连续多晶塑性理论，包括晶界的创建。虽然剪切带不稳定性的出现，因为热加热比散热快，再结晶被解释为熵效应产生的位错的产生和晶界的形成之间的竞争。我们表明，我们的理论密切配合最近的结果在剪切超细晶钛。因此，该理论提供了一种系统地描述剪切带和其中再结晶晶粒的形成的方法。
2018-01-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Achieving highly strengthened Al-Cu-Mg alloy by grain refinement and grain boundary segregation
采用高压扭转工艺对时效硬化Al-Cu-Mg合金（A2024）进行了超细晶组织的制备。合金进一步时效以获得额外的强化。然后拉伸强度达到高达约1 GPa的值。用透射电子显微镜和原子探针层析成像分析了其微观结构。从固溶强化、簇状强化、加工强化、弥散强化和晶界强化等方面阐明了高强度的形成机理。结果表明，溶质原子在晶界（包括亚晶界）的偏聚对合金抗拉强度的提高起着重要作用。
2020-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Incorporating precipitation-related effects on plastic anisotropy of age-hardenable aluminium alloys into crystal plasticity constitutive models
提出一种通过修改硬化法则将沉淀效应纳入晶体塑性本构模型的新方法，显著提升了AA6014-T4铝合金塑性各向异性的预测精度。
2024-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Plastic Work Partitioning During Slip- and Twinning-Dominated Deformation in AZ31B Magnesium Alloy
Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院基础技术研究所）
研究了AZ31B镁合金在滑移和孪生主导变形中的塑性功分配，揭示了不同变形机制对能量存储和耗散的影响。
2026-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Systematic discovery of new nano-scale metastable intermetallic eutectic phases in laser rapid solidified Aluminum-Germanium alloy
本文系统发现激光快速凝固Al-Ge合金中形成层片间距约60 nm的亚稳AlxGey金属间共晶相，结合电子显微表征、DFT建模和动力学相图揭示其晶体结构与形成机制。
2024-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Analysis of contributions of plastic deformation and intergranular corrosion to corrosion-fatigue failure of Al-Mg alloys
Lobachevsky University（罗巴切夫斯基大学）
本文研究了Al-Mg合金在腐蚀疲劳失效中的主要影响因素，揭示了低应力下孔蚀和晶间腐蚀以及高应力下塑性变形的作用。
2026-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Designing transformation-induced plasticity and twinning-induced plasticity Cr-Co-Ni medium entropy alloys: theory and experiment
为了有效地探索多元固溶体合金中几乎无限的成分空间，建立预测设计策略和使用计算机辅助方法是重要的。在目前的工作中，我们展示了密度泛函理论计算通知设计路线，实现相变诱导塑性（TRIP）和孪生诱导塑性（TINNING）中熵合金（MEAs）。我们系统地研究了磁性和化学成分对广义层错能面（γ面）的影响，表明化学和耦合磁状态强烈影响γ面，从而影响主要变形模式。基于计算出的竞争变形模式的有效能垒，我们构建了在室温和低温下的成分和磁性相关的变形图。因此，我们提出了各种设计路线，以实现所需的主要变形模式在三元铬钴镍合金。我们的理论模型预测的变形机制是在很好的协议与文献中的实验观察。此外，我们制作了两个非等原子的Cr-Co-Ni膜电极具有设计的TRIP和TRIP效应，表现出良好的抗拉强度和延展性的组合。
2020-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic precipitation during high-pressure torsion of a magnesium-manganese alloy
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung（联邦材料研究与测试研究所）；Department of Materials Science, Technical University of Leoben（格拉茨工业大学材料科学系）
研究镁锰合金在高压扭转过程中的动态析出行为，发现纳米级Mn粒子在变形中形成并填充晶界，作为钉扎位点使合金晶粒细化至140nm，进一步变形导致晶粒逐渐粗化但析出物尺寸不变，最终保持230nm晶粒尺寸，证明钉扎粒子的稳定性与有效性。
2025-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Nanostructure and related mechanical properties of an Al-Mg-Si alloy processed by severe plastic deformation
采用透射电镜、X射线衍射、三维原子探针、拉伸试验和显微硬度测试等方法研究了Al-Mg-Si合金高压扭转后的组织特征和力学性能。结果表明，HPT处理的Al-Mg-Si合金导致更强的晶粒尺寸细化比纯铝（下至100 nm）。此外，观察到合金元素沿晶界的大量偏析。该纳米结构表现出的屈服应力甚至比粗晶粒合金的标准T6热处理后的屈服应力高两倍
2008-08-27 cond-mat.mtrl-sci
An assessment of mechanism-based plasticity models for polycrystalline magnesium alloys
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；University of Houston（休斯顿大学）
本文评估了粗粒度塑性模型在多晶镁合金中的有效性，分析了其在捕捉塑性各向异性和滑移系统活动性方面的性能。
2026-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Grain boundary segregation in UFG alloys processed by severe plastic deformation
用原子探针层析技术研究了剧烈塑性形变（SPD）处理的铝镁合金、碳钢和Armco \trademark Fe的晶界偏聚。在未变形状态下，铝合金的GB是贫Mg的，但在SPD之后，一些局部富集高达20 at.%被发现了在铁基合金中，SPD后沿GB也表现出大的碳浓度。这些实验观察结果归因于特定的结构的GB通常被描述为“非平衡”的超细晶粒材料加工的SPD。讨论并比较了置换型溶质原子（Mg在面心立方Al中）和间隙型溶质原子（C在体心立方Fe中）的晶界偏聚机制。
2012-11-21 cond-mat.mtrl-sci
High-Throughput Exploration of Refractory High-Entropy Alloys for Strength and Plasticity
CFD Research Corporation（CFD研究公司）；The University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）
本文利用深度学习模型高通量筛选高熵合金，发现同时具备高强度和高塑性的新型材料。
2025-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Manganese Content on Plastic Deformation Mechanisms in Polycrystalline α-Ti-Mn Alloys
Institute for Technology of Nuclear and Other Mineral Raw Materials（核与其他矿物原材料技术研究所）；National Centre for Nuclear Research, NOMATEN CoE（国家核研究中心，NOMATEN卓越中心）
研究通过分子动力学模拟探讨锰含量对α-Ti-2Mn和α-Ti-4Mn合金塑性变形机制的影响，发现锰含量增加导致应力升高和塑性变形阻力增强，伴随位错活动和缺陷演化的变化。
2026-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Spinodal decomposition stabilizes plastic flow in a nanocrystalline Cu-Ti alloy
高强度和合理的延展性的组合已经在铜-1.7at.%高压扭转变形的钛合金。晶粒细化和亚稳微结构提供了254 +/- 2 HV的硬度、800 MPa的屈服强度和10%的伸长率。失稳结构在等温时效过程中持续存在，进一步将屈服强度提高到890 MPa，同时保持7%的伸长率。这项工作表明，潜在的亚稳微结构，以克服困难，在保持延展性的超细晶粒或纳米晶合金，特别是在变形后加热，应变软化通常导致脆性行为。
2021-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Processing of nanostructured bulk Fe-Cr alloys by severe plastic deformation
研究了强塑性形变（SPD）处理不同化学成分的铁磁性Fe和反铁磁性Cr二元合金的工艺。虽然在较低温度下的相图表现出很大的差距在结晶平衡，它表明，基于SPD的技术有助于克服常见的加工限制。在这项工作中，包括初始球磨（BM）和电弧熔化（AM）和串联与退火处理之前的高压扭转（HPT）变形的不同的处理路线进行了比较。通过电子显微镜和同步辐射X射线衍射研究变形后的微观结构，发现HPT变形的AM合金具有均匀的纳米晶组织。粉末混合物和BM粉末的HPT变形导致硬度过度增加或$σ$相的异常快速形成，因此阻碍成功的加工。
2021-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Plasticity of Zr-Nb-Ti-Ta-Hf high-entropy alloys
研究了非等原子单相Zr-Nb-Ti-Ta-Hf高熵合金从室温到300 °C的塑性形变性能。在10 $^{-4}$ s $^{-1}$的恒定应变速率下进行单轴变形试验，包括增量试验，例如应力松弛、应变速率和温度变化，以确定变形过程的热力学活化参数。用透射电子显微镜对变形后试样的微观结构进行了表征。所研究的Zr-Nb-Ti-Ta-Hf相的强度不像其他系统中的高熵合金经常报道的值那么高。我们发现约1 eV的激活焓和应力依赖的激活体积之间的0.5和2 nm $^3$。在较高温度下的活化参数的测量受塑性形变期间材料中演变的结构变化的影响。
2014-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Optimization of the magnetic properties of FePd alloys by severe plastic deformation
采用高压扭转（HPT）对有序态和无序态的FePd合金进行了强塑性形变纳米化。在两种情况下都获得了50至150 nm范围内的晶粒尺寸。剧烈的塑性形变导致了长程有序L10相的无序化。然而，透射电子显微镜（TEM）的数据清楚地表明，一些有序的纳米晶体仍然在变形状态。变形的材料进行退火，以实现纳米结构的长程有序合金。通过一阶转变的转变，其特征在于许多有序域沿晶界的成核。退火条件（温度和时间）对结晶度的影响进行了研究。结果表明，从HPT前的无序态开始，在低温（400 \degree C）下退火可获得最高的介电常数（约1.8 kOe）.
2012-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Breaks in the Hall-Petch Relationship after Severe Plastic Deformation of Magnesium, Aluminum, Copper, and Iron
本研究考察了镁、铝、铜和铁经剧烈塑性变形后的 Hall-Petch 关系，发现晶粒细化至纳米级未必能实现额外强化，需结合偏析或析出等微观结构稳定化策略。
2024-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Decomposition process in a FeAuPd alloy nanostructured by severe plastic deformation
研究了Fe_（50）Au_（25）Pd_（25）（at.%）经过剧烈塑性形变加工的合金。用X射线衍射和透射电子显微镜观察相的特征和显微结构。在$450 ^{circ}\mathrm{C}$中均匀化和时效的粗晶合金中，bcc结构的α-Fe和fcc结构的AuPd相在fcc结构的过饱和固溶体中形核，并通过不连续的析出过程长大，形成典型的片层组织。高压扭转使FeAuPd合金的晶粒尺寸减小到50 ~ 100 nm。在$450 ^{circ}\mathrm{C}$下时效，这种纳米结构导致固溶体分解成等轴显微结构。在时效过程中，晶粒生长非常有限，晶粒尺寸保持在100 nm以下。具有不同晶体结构的两相（bcc α-Fe和fcc AuPd）和纳米级晶粒尺寸的组合导致合金的显著硬化
2009-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Structural origin of plasticity in strained high-entropy alloy
高熵合金（HEAs）是由等原子比的多种元素组成的固溶体，它为合金工程提供了一条新的途径。虽然有广泛的研究，以确定其力学行为的重要结构方面，阐明潜在的变形机制仍然是一个挑战。使用原子模拟，我们探测粒子重排屈服，模型HEA系统，以了解其可塑性的结构起源。我们发现，塑性形变是由不可逆的拓扑波动，往往在空间上本地化的区域被称为软点，其中包括积极参与缓慢的振动运动的粒子，观察惊人地让人想起非线性玻璃流变学。由于不同的局部弹性模量造成的损失的组成周期性，这些塑性响应表现出显着的空间异质性，并被发现是负相关的局部电负性的分布。进一步的机械加载促进了这些局部塑性事件之间的协同作用，并触发位错环的形成。在应变结晶固体中，不同的位错环可以进一步合并在一起，并作为大规模塑性形变的主要载体传播。然而，位于局部电负性较高的空间区域的能垒严重阻碍了位错的运动。通过描述原子构型的瞬态力学响应，我们的计算结果为理解单相HEA的塑性性质提供了新的思路。
2020-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio based analysis of grain boundary segregation in Al-Mg and Al-Zn binary alloys
基于从头算模拟，我们报告的性质主要不同的机制，镁和锌原子与晶界的Al合金中导致不同形态的偏析的相互作用。Mg原子偏聚在相对较宽的晶界区域内，并由于溶质-晶界相互作用的变形机制而形成非均匀的团聚体。与此相反，在Zn原子的情况下，与形成的定向键合的电子机制是占主导地位的溶质-GB相互作用。因此，对于Zn原子，占据GB处的间隙位置并沿着GB排列成薄层在能量上是有益的。结果表明元素化学在偏析形成中的重要作用，并解释了超细晶Al-Mg和Al-Zn合金中GB偏析形态的定性特征。
2017-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Effect of severe plastic deformation realized by rotary swaging on the mechanical properties and corrosion resistance of near-a-titanium alloy Ti-2.5Al-2.6Zr
本研究分析旋转锻造引发的剧烈塑性变形对近α型钛合金Ti-2.5Al-2.6Zr力学性能与耐蚀性的影响，揭示其抗热盐腐蚀性能与晶界结构相态及掺杂元素分布的关联。
2024-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Three-Dimensional In Situ Texture Development and Plasticity Accumulation in the Cyclic Loading of an alpha-Ti Alloy
高能同步辐射X射线被用来跟踪晶粒旋转和微观力学演变的六角Ti-7Al微观结构，因为它是循环加载低于其宏观屈服应力。通过200次循环的晶粒的演变揭示了在整个试样中冯米塞斯应力和取向的连续变化，表明塑性的缓慢积累，即使样品在低于其宏观屈服下循环。尽管（宏观）塑性应变的大小可以忽略不计，但晶粒的重新取向与拉伸织构的发展是一致的。据观察，在一个“硬”的取向（c轴接近加载方向）的晶粒保留更多的残余应力在其滑移系统卸载后比在一个“软”的取向的晶粒。
2020-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical alloying of Cu and Fe induced by severe plastic deformation of a Cu-Fe composite
采用高压扭转（HPT）方法对冷拉复合材料进行了加工。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和三维原子探针对这种剧烈塑性形变（SPD）形成的纳米结构进行了研究。虽然在平衡条件下，在室温下Cu和Fe的互溶度非常低，但结果表明，纳米尺度的Fe团簇溶解在Cu基体中。非平衡态铜过饱和固溶体的含量高达20 at.%铁。溶解的驱动力归因于毛细管压力和机制，可以提高原子的迁移率在HPT进行了讨论。我们的结论是，相互扩散是一个显着增加的空位浓度在SPD的结果。
2006-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Interface mediated mechanisms of plastic strain recovery in AgCu alloy
通过结合变形显微组织的透射电子显微镜分析和变形过程的分子动力学计算机模拟，揭示了银铜层之间的非相干孪晶或立方对立方界面和双层厚度为500 nm的大块AgCu共晶的塑性应变恢复机制。非相干孪晶界面的字符改变独特的动态压缩加载后表现出塑性应变恢复的样品，并被发现驱动恢复，这是由于位错回缩和重排的接口。随着应变的增加，位错缠结和位错胞结构的形成，回复的幅度减小。在立方对立方界面处没有发现取向关系的变化，并且这些在模拟中表现出较少量的塑性应变恢复，并且在具有较大层厚度且主要是立方对立方界面的样品中没有实验。分子动力学计算机模拟验证了非相干孪晶界面结构的变化作为位错湮灭在界面和塑性应变恢复的驱动力的重要性。
2017-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Superfunctional materials by ultra-severe plastic deformation
超功能材料是指具有优于工程材料功能的特定性能的材料。大量的研究将剧烈塑性形变（SPD）作为一种有效的工艺引入到各种金属和非金属材料中，以改善其功能和机械性能。此外，超SPD的概念-引入超过1000的剪切应变，以减少剪切相的厚度与原子距离相当的水平-最近被用来合成新型超功能材料。本文讨论了超SPD在控制原子扩散和相变以及合成具有超功能特性的新材料方面的应用。ultra-SPD实现的主要性能包括：（i）新型不混溶时效硬化铝合金的高温热稳定性;（ii）镁和铝合金首次实现室温超塑性;（iii）纳米晶金属间化合物的高强度和高塑性;（iv）生物相容性二元和高熵合金的低弹性模量和高硬度;（v）Nb-Ti合金中的超导性和高强度;（vi）镁合金中首次实现室温储氢;以及（vii）高熵氧化物和氮氧化物作为新型光催化剂家族的优异光催化制氢、产氧和二氧化碳转化。
2023-01-07 cond-mat.mtrl-sci
A Finite Strain Constitutive Model Considering Transformation Induced Plasticity for Shape Memory Alloys under Cyclic Loading
记忆合金（SMA）的许多工程应用涉及多次来回通过相变。重复相变产生永久变形，该永久变形源自相变在马氏体-马氏体界面和晶界处诱导的显著变形。这种变形驱动位错活动，导致可观察到的宏观相变诱导塑性（TRIP）变形，其发生在远低于材料塑性屈服极限的有效应力水平下。在SMA部件的使用寿命期间，TRIP应变可能累积高达20%，因此需要有限应变本构模型来模拟其响应。在这项工作中，一个3-D有限应变模型的基础上开发的对数应变，这是唯一的应变措施，其速率等于拉伸，描述相变和TRIP变形在一个物理一致的设置。该模型通过用户定义的材料子程序（UMAT）在Abaqus有限元软件中实现。边界值问题，如条和扭矩管下的伪弹性和驱动循环载荷进行测试的能力，新提出的模型。
2018-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Cold dwell behaviour of Ti$_6$Al alloy: Understanding load shedding using digital image correlation and crystal plasticity simulations
利用数字图像相关技术和晶体塑性模拟方法研究了粗晶Ti-6Al合金在3种不同温度下的冷保压行为。应变提取大体积晶粒蠕变期间DIC测量和用于校准晶体塑性模型。两个主要的滑移系统（基底和棱柱）的临界分辨剪切应力（CRSS）的值被确定为温度的函数。在不同温度下测定了两个晶粒对（1）“流氓”晶粒对和（2）“非流氓”晶粒对）边界上的应力。在“流氓”粮食对，在蠕变期间的应力增量被发现在“硬”粮食中观察到甩负荷。在升高的温度下，发现120 C是最坏的情况，因为发现这两个晶粒对的晶界处的应力差是三个温度中最大的。这可以归因于这样一个事实，即棱柱体和基底滑移系统的应变率敏感性在这种最坏情况下的温度下最大。
2021-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Superfunctional high-entropy alloys and ceramics by severe plastic deformation
本文综述了严重塑性变形（SPD）结合CALPHAD与第一性原理计算在开发超功能高熵材料方面的最新进展，表明SPD不仅是改善现有材料性能的加工工具，更是合成新型高性能材料的合成工具。
2023-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Oxide-stabilized microstructure of severe plastically deformed CuCo alloys
纳米晶体材料因其有益的机械和物理性质而众所周知。然而，在高温下稳定微观结构以拓宽应用窗口是至关重要的，例如通过杂质或氧化物钉扎晶界。CuCo合金，严重的塑性变形，使用高压扭转，被用来研究退火后的氧化物的演变。这些调查进行了电子显微镜，同步辐射高能X射线散射和原子探针断层扫描。通过原位小角散射研究监测氧化物的演变表明，在高温下，初级氧化物的生长以及另一种氧化物的形成。在热处理样品中可以观察到略微不同的粗化，这可以追溯到不同氧化物量的影响。最初过饱和的CuCo基质的变化，分解过程以及钴和铜基氧化物的形成和生长。已经发现，退火后存在的主要数量的氧化物已经可以在起始材料中找到。
2022-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Harmonizing Microstructures and Enhancing Mechanical Resilience: Novel Powder Metallurgy Approach for Zn-Mg Alloys
本研究提出融合机械合金化、放电等离子烧结与热挤压的粉末冶金路线，在Zn-Mg合金中构建软芯-三维超细晶硬壳结构，消除氧化物壳后使抗拉强度达333 MPa。
2024-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Stress-induced phase transformations in Ti-15Mo alloy at elevated temperature
该研究探讨Ti-15Mo合金在550°C退火及应力作用下的相变行为，发现塑性变形促进β→α转变并细化微观组织，改善力学性能，为优化热机械加工提供依据。
2025-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Crystal plasticity analysis of deformation anisotropy of lamellar TiAl alloy: 3D microstructure-based modelling and in-situ micro-compression
详细的微观结构表征和原位微柱压缩耦合晶体塑性有限元模拟（CP-FEM），研究在层状TiAl合金的塑性各向异性的微观机制。在模拟和原位实验中的微观结构的考虑，使微观机制负责的高度各向异性的变形响应的TiAl层内和层间尺度上的深入理解。本文研究了γ/α_2层片组织的两种特殊结构，即γ/α_2界面与加载方向成{25}^o和{55}^o。基于微结构的CP-FEM分析表明，{25}^o微柱中的塑性各向异性主要是由超级位错和普通位错的滑移引起的，而{55}^o微柱中的塑性各向异性主要是由纵向超级位错和纵向孪晶引起的。此外，横向超位错更加活跃，使得{25}^o微柱中的变形比{55}^o微柱中的变形更少局部化。此外，CP-FEM模型成功地预测了γ/α_2界面处大量的内应力，这被认为是对TiAl的塑性有害的。然而，正如所证明的模型，有害的内应力可以显着缓解激活的横向变形孪晶，这表明，TiAl的塑性可以提高通过促进横向孪晶。
2019-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Yield Strength-Plasticity Trade-Off and Uncertainty Quantification for Machine-learning-based Design of Refractory High-Entropy Alloys
本文利用深度学习建立难熔高熵合金压缩屈服强度与室温塑性模型，结合统计验证、实验验证和可解释性分析，量化预测不确定性并识别关键成分特征。
2023-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Nanoindentation induced plasticity in equiatomic MoTaW alloys by experimentally guided machine learning molecular dynamics simulations
National Centre for Nuclear Research, NOMATEN CoE（国家核研究中心，NOMATEN卓越中心）；Institute for Technology of Nuclear and Other Mineral Raw Materials（核及其他矿物原料技术研究所）
研究通过实验与原子级建模结合，揭示等原子比MoTaW合金在复杂接触载荷下的塑性变形机制，发现其塑性变形与位错介导机制相关，且具有晶体学依赖性。
2026-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Plastic yielding in nanocrystalline Pd-Au alloys mimics universal behavior of metallic glasses
研究了固溶体对纳米晶（NC）$\mathrm{Pd}_{\mathrm{100-x}} \mathrm{Au}_{\mathrm{x}}$合金（$0 \leq \mathrm{x} < 50 \mathrm{at.\%}$）力学性能的影响。浓度已被用作控制参数，以在基本不变的微观结构（晶粒尺寸$D\approx 10\mathrm{ nm}$）下调整材料性能（弹性模量、Burgers矢量、堆垛层错能）。与粗晶面心立方合金形成鲜明对比的是，我们观察到固溶体软化增加金含量。从模型和理论的预测，明确考虑到纳米级的微观结构的影响，对浓度依赖的剪切强度已被推翻，无一例外。因此，这意味着位错活动对强度的贡献很小。事实上，我们发现剪切强度和剪切模量之间存在线性相关性，这与Johnson和Samwer [W.L. Johnson和K. Samwer，PRL 95，195501（2005）]。
2016-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Bulk nanocrystalline Al-Mg-Y alloys with amorphous grain boundary complexions display high strength and compressive plasticity
本研究制备了含非晶晶界 complexion 的块体纳米晶 Al-Mg-Y 合金，发现其层级微观结构可实现超 800 MPa 高强度与良好压缩塑性，为结构应用提供了新方案。
2025-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Bulk Plasticity in a Polycrystalline Titanium Alloy by Diffraction Contrast Tomography and Topotomography
多晶金属的机械性能由3D微观结构内变形产生的缺陷的相互作用决定。在通过滑动变形的材料中，塑性通常在微观结构内高度不均匀。许多实验工具可以用来观察样品自由表面滑移事件的结果;然而，只有少数方法可以对这些事件进行批量成像。在这篇文章中，三维微结构内的体滑移事件的成像，使通过结合使用X射线衍射衬度层析成像和拓扑层析成像。通过高分辨率数字图像相关法、X射线衍射衬度层析法、形貌层析法和相位衬度层析法在Ti-7Al变形过程中的相关测量，研究了X射线形貌层析法在体块滑移事件观测中的灵敏度。比以前的研究能够映射更大的晶粒邻域，使滑移传输的定量测量。表面和散装晶粒之间观察到显着差异，表明需要三维观察塑性更好地了解多晶材料的变形。
2021-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Study of the structural defects on carbon nanotubes in metal matrix composites processed by severe plastic deformation
最近提出将碳纳米管（CNT）作为防止晶粒生长的稳定剂，所述晶粒生长即使在通过剧烈塑性形变获得的纳米晶体和超细晶粒材料中的低温输入下也可能发生。在这项研究中，我们分析了在碳纳米管增强镍基复合材料与不同的增强重量分数的纳米管上的结构缺陷的演变。采用高压扭转法制备了复合材料，并以拉曼光谱为主要表征手段。结果表明，对于CNT进行高能处理，这是不够的，只分析ID/IG比（如现有文献中提出的），但它也是必要的，以评估G带的移动，其跟踪的CNT经历的非晶化轨迹。此外，我们观察到，碳纳米管所遭受的变形是相关的累积应变，并与这些复合材料的部分碳纳米管分数的变化。这与它们承受变形过程中发生的塑性应变的能力有关。此外，缺陷状态在微观结构细化中达到饱和之前达到饱和。这些结果将有助于有效优化此类工程复合材料的加工。
2020-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Influences of Granular Constraints and Surface Effects on the Heterogeneity of Elastic, Superelastic, and Plastic Responses of Polycrystalline Shape Memory Alloys
采用实验和模拟相结合的方法研究了多晶记忆合金在超弹性应力作用下的变形不均匀性。原位X射线衍射，特别是远场高能衍射显微镜（ff-HEDM）技术被用来非破坏性地测量的位置，晶体取向，弹性应变张量和体积为数百个奥氏体晶粒在超弹性加载的镍钛（NiTi）形状记忆合金的晶粒平均统计。该实验数据还用于在有限元模型内创建合成微结构。然后，利用各向异性弹性力学模拟拉伸加载过程中的晶内应力的发展。从这些应力中计算出相变和滑移的驱动力。单个奥氏体晶体的晶粒平均响应检查之前和之后的多个应力诱导的转变事件表明，在试样内部的晶粒进行更多的应力和塑性变形小于表面晶粒的超弹性响应摇下来。单个晶粒内的异质性检查表明，晶界附近的区域表现出较大的应力变化相比，晶粒内部。这种晶内异质性更强烈地驱动的约束，相邻的晶粒比初始应力状态和个别晶粒的取向。
2017-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Influence of surface pre-deformation on the Portevin-Le Chatelier effect and the related multiscale complexity of plastic flow in an Al-Mg alloy
本文研究了表面预变形对Al-Mg合金中PLC效应及塑性流变多尺度复杂性的影响，通过结合拉伸测试、数字图像相关和声发射技术，发现SMAT处理提升了屈服强度且不损失塑性，并导致塑性流变爆发离域化，揭示了不同尺度变形过程间的新关联。
2024-08-29 cond-mat.mtrl-sci
A Multiscale Constitutive Model for Metal Forming of Dual Phase Titanium Alloys by Incorporating Inherent Deformation and Failure Mechanisms
延展性金属在破坏前要经历相当大的塑性形变。空隙成核、生长和聚结是此类金属的失效机制。α/β钛合金具有延展性，因其独特的性能如比强度、断裂韧性、耐腐蚀性和抗疲劳失效性而被广泛使用。据报道，这些合金中的空隙在α和β相之间的相边界上成核。基于晶体塑性有限元法（CPFEM）对α相和β相界面处空洞生长的研究结果[1]，[2]，建立了空洞成核、生长和合并模型。将现有的单相晶体塑性理论扩展到双相钛合金变形和失效的物理机制。各种因素（应力三轴度，Lode参数，变形状态（等效应变），和相边界倾斜）对空穴的成核，生长和合并的影响被用来制定本构模型，而它们的相互作用与传统的晶体塑性理论的建立。对模型进行了广泛的参数评估，以量化和了解材料参数对整体材料响应的影响。所提出的模型的性能进行评估和验证，通过比较所提出的模型的结果与RVE的研究结果。本构模型在α/β钛合金部件成形工艺设计和优化中的应用也通过实验数据得到了证明。
2020-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Alloy Design for Mechanical Properties: Conquering the Length Scales
预测先进多相合金的结构响应和理解负责它的潜在微观机制是建模在合金开发中发挥的两个至关重要的作用。一种具有优良性能的合金，如高强度、抗蠕变性、高延展性和断裂韧性，不足以保证其广泛应用。尽管如此，仍然需要一个好的模型，以获得可测量的合金性能，如微观结构和化学成分，并预测合金在特定的机械变形条件下的表现，包括温度，时间和速率。在本报告中，我们强调了多尺度建模在阐明合金化，微观结构和机制对多晶合金力学性能的动力学耦合效应方面的最新成就。这些努力所获得的大部分理解都依赖于在许多长度和时间尺度上变化的计算工具的集成，从第一原理密度泛函理论，原子模拟方法，位错和缺陷理论，微观力学，相场建模，单晶塑性和多晶塑性。
2019-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Propagating bands of plastic deformation in a metal alloy as critical avalanches
金属合金的塑性形变局限于不同类型的带中的Portevin-Le Chatelier效应，包括传播或类型“A”带，通常以它们的宽度和典型的传播速度为特征。这种塑性不稳定性源于位错与移动溶质原子相互作用的集体动力学，但对由此产生的应变率敏感性缺乏基本的理解。在这里，我们表明，通过采用高分辨率成像在拉伸变形实验的铝合金，带速度表现出很大的波动。每个频带产生一个速度信号，让人联想到在许多驱动雪崩系统中观察到的爆裂噪声脉冲，从断裂中的传播裂纹到铁磁体中的巴克豪森效应。这些速度爆发的统计特征，包括它们的平均形状和大小分布服从一个简单的平均场模型的临界雪崩动力学的预测。因此，我们的研究结果揭示了一种新的范式的临界变形的本地化。
2020-10-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Amorphous complexions alter the tensile failure of nanocrystalline Cu-Zr alloys
已知基于晶界的机制控制纳米晶金属的塑性形变和失效，其中对晶界结构的操纵是用于调整这种响应的有希望的途径。在这项研究中，界面结构无序的纳米晶Cu-Zr合金的塑性和破坏的作用进行了研究，在原位扫描电子显微镜拉伸变形实验。创建两种模型材料，一种仅具有典型的有序晶界，另一种具有散布到边界网络中的非晶间膜，而微观结构在其他方面是相同的。因此，肤色类型的重要性，塑性和失败是孤立的，只有不同的肤色结构。拉伸实验表明，含有非晶薄膜的样品的故障是显着延迟，证明了增加的横截面积减少，减少剪切为主的故障的发生，减少应变局部化，和断裂表面更细长的凹坑功能。总的来说，这项研究提供了直接的证据表明，晶界处的结构无序可以有利于提高纳米晶金属的延展性。
2021-05-25 cond-mat.mtrl-sci
On nanostructured molybdenum-copper composites produced by high pressure torsion
采用液态金属渗Cu 30 Mo 70和Cu 50 Mo 50（wt.%），通过剧烈塑性形变制备了纳米结构的铍-铜复合材料。起始材料在室温下使用高压扭转进行加工，没有随后的烧结处理，产生无孔隙的超细晶粒复合材料。通过两步高压扭转对Cu 50 Mo 50复合材料进行大范围变形，产生了晶粒尺寸为10-15 nm的等轴纳米级Mo和Cu晶粒。Cu 30 Mo 70的相同处理产生了超细的层状结构，其由厚度分别为约5 nm和约10-20 nm的Cu和Mo层组成，并且层间间距为9 nm。这种显微组织与HPT变形的Cu-Cr和Cu-W复合材料的显微组织有很大不同，在HPT变形的Cu-Cr和Cu-W复合材料中，层状显微组织在高应变下破裂。超细晶结构和孔隙率的情况下，导致复合材料的维氏硬度值为600的Cu 30 Mo 70和475的Cu 50 Mo 50。生产Cu 30 Mo 70纳米复合材料的能力与高强度的组合，和一个罚款，定向微观结构应该是感兴趣的热电应用。
2017-04-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
