Nucleation and growth of hierarchical martensite in epitaxial shape memory films
记忆合金在马氏体状态下通常表现出复杂的分级形态。为了了解这种双内双晶微结构的形成，我们研究了外延Ni-Mn-Ga薄膜作为模型系统。原位扫描电子显微镜实验显示美丽的复杂的孪晶图案与一些不同的介观孪晶边界和宏观孪晶边界之间已经孪晶区域。我们解释这些图案的外观和几何形状，通过构建一个内部孪生马氏体核，它可以采取的形状的钻石或钻石，在马氏体的基本唯象理论。这些核已经包含了不同的可能的介观孪晶边界的种子。这些核的形核和生长决定了分层空间填充马氏体显微组织的产生。这与以前解释分级马氏体微观结构的方法相反。这种新的图片的创建和各向异性，良好的取向生长的孪晶马氏体核解释了我们的实验观察到的孪晶内孪晶微观结构的微观和宏观尺度上的形态和精确的几何特征。
2017-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Machine learning materials physics: Deep neural networks trained on elastic free energy data from martensitic microstructures predict homogenized stress fields with high accuracy
我们提出了一种方法来数值均匀化的弹性响应的微结构。我们的工作使用了深度神经网络表示，这些表示是在从马氏体相变的直接数值模拟（DNS）中获得的数据上训练的。导致微观结构的微观模型是基于非凸自由能量密度函数，产生马氏体变体，必须扩展到有限应变下的弹性梯度理论。这些应变梯度引入了界面能，并简化了模型，使大量的解决方案，每个具有精细的层压微观结构的入场。这些DNS解决方案的数值刚度和响应的精细尺度使得获得数据的成本很高，同时也促使人们为了工程设计的目的而寻找其响应的均匀化表示。通过使用标量自由能量密度数据在有效响应上训练深度神经网络（DNN）来降低问题的高维性。我们方法的新颖之处在于，经过训练的DNN还返回了衍生数据的高保真表示，特别是压力。这允许通过DNN表示再现连续弹性的经典超弹性响应。还包括详细的超参数优化研究，以及数据集大小的收敛性。
2019-01-02 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Influence of orientation-dependent lath martensite yielding on the hardening behavior of quenched martensitic steels
淬火马氏体显微组织中塑性开始的特征在于低的初始屈服应力，随后是极强的初始硬化响应，然后是突然的硬化饱和。文献将这种行为归因于从马氏体相变继承的残余应力和位错，或者归因于导致晶粒之间强度差异的微观结构不均匀性。在这里，我们认为，由于板条间的滑动，诱导子结构边界滑动机制，板条马氏体的取向相关屈服，也可能有助于显着观察到的行为。为了证明这一点，我们系统地研究了它的定量贡献的弹塑性转变行为的数值微观结构模型。在模拟中，我们采用了一个有效的层压模型的马氏体包，考虑到屈服各向异性由于沿包的惯习面方向滑动。考虑到碳含量的影响，考虑了具有不同水平板条强度的马氏体显微组织。结果表明，具有良好的习惯面取向的马氏体包开始屈服较早，与那些具有不利的取向，最初保持弹性。因此，微观结构的宏观尺度响应表现出低屈服应力，随后是显著程度的初始硬化，其持续直到接近饱和应力水平。表观加工硬化率取决于模型中使用的习惯平面和习惯平面屈服强度之间的对比。
2022-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Temperature Induced Cubic-to-Tetragonal Transformations in Shape Memory Alloys Using a Phase-Field Model
记忆合金（SMA）在应力和温度诱导载荷下表现出滞后行为。在这方面的贡献，我们专注于数值模拟的微观结构演变的ε-到-tetra-马氏体相变SMA在动态加载条件下的三维设置。已开发的相场（PF）模型捕捉耦合的动态热-机械行为的SMA结构和控制方程组已经解决了使用等几何分析的数值。温度诱导的反向和正向转变已被施加到一个立方形状记忆合金试样，开始与演变容纳马氏体显微组织。我们观察到，在正向相变过程中，马氏体变体突然形核。瞬态微结构沿[110]面排列，这与晶体学理论和实验结果相一致。
2014-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Martensitic transformation induced by cooling NiTi wire under various tensile stresses: martensite variant microstructure, textures, recoverable strains and plastic strains
该研究探究不同拉应力下冷却纳米晶NiTi丝的马氏体相变行为，明确了应力对马氏体变体结构、织构、可回复应变及塑性应变的调控规律，揭示了外应力下马氏体相变的演化机制与塑性变形来源。
2024-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-Induced Martensitic Phase Transformation and Microstructure Evolution in nanograined $\text{Fe}\text{-}7\%\text{Mn}$ Alloy
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
研究通过高压技术揭示了铁-7%锰纳米晶合金在压力下的马氏体相变及微结构演变，发现压力驱动从体心立方相到六方相的转变，并揭示了晶粒尺寸和微应变的变化规律。
2026-01-13 cond-mat.mtrl-sci
SPD deformation of pearlitic, bainitic and martensitic steels
本文研究了珠光体、贝氏体和马氏体钢在剧烈塑性变形中的硬化行为，发现其微观结构最终趋于约10 nm的纳米晶结构，为超高强材料的开发提供了重要参考。
2024-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Investigating the difference in mechanical stability of retained austenite in bainitic and martensitic high-carbon bearing steels using in situ neutron diffraction and crystal plasticity modeling
The Timken Company（铁姆肯公司）；Chemical and Engineering Materials Division, Spallation Neutron Source, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室散裂中子源化学与材料工程部）
通过原位中子衍射和晶体塑性建模研究高碳滚动轴承钢中残留奥氏体的机械稳定性，发现贝氏组织中残留奥氏体在较低应变下开始转变为马氏体，而马氏体组织中奥氏体转变速率更高。
2018-07-17 cond-mat.mtrl-sci cs.NA math.NA
Growth, microstructure and thermal transformation behaviour of epitaxial Ni-Ti films
外延薄膜有可能被用作模型系统的基础研究的马氏体相变在二元NiTi。本文讨论了在单晶MgO衬底上生长二元NiTi薄膜的问题。溅射沉积用于生长NiTi膜。通过互补的制备路线（具有不同的沉积温度和随后的热处理）制备的膜进行了研究，通过X射线衍射，电子显微镜，原子力显微镜，和电阻率测量，以优化膜的性能，特别是为了获得一个明确的取向的奥氏体晶胞和光滑的表面。我们的研究结果表明，沉积在升高的温度和仔细控制的后续热处理允许产生外延生长和光滑的NiTi薄膜，表现出可逆的一步或两步马氏体相变。
2016-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Compatibility of Martensitic Microstructures in Polycrystals
Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）；University of Sussex（萨塞克斯大学）
研究多晶体中马氏体微观结构在晶界处的相容性，通过计算机辅助计算等方法，分析不同转变情形下的相容性条件，定义并研究泰勒集，证明其新上界，解释高阶层合板现象并给出相关结果证明。
2026-11-03 cond-mat.mtrl-sci math.AP
Lattice Dynamics of Martensitic Transformations Examined by Atomistic Simulations
采用EAM型原子间相互作用势对Fe（80）Ni（20）合金进行了分子动力学模拟。我们目前的结果，显示在纳米尺度上的热诱导奥氏体转变过程中的非均匀剪切系统的发展。此外，通过计算动力学结构因子，得到了马氏体相的声子色散关系。在接近转变温度时，声子色散显示出异常，这可能与奥氏体转变过程中微观结构的形成有关。
1997-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Indentation-induced martensitic transformation in SMAs: insights from phase-field simulations
本文利用基于有限元的相场模型开展大规模三维纳米压痕模拟，揭示CuAlNi与不同Pd含量NiTiPd中压痕诱导马氏体微结构及滞后机制。
2023-04-25 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Tuning martensitic transformations via coherent second phases in nanolaminates using free energy landscape engineering
我们探索的可能性和局限性，使用一个连贯的第二相工程师的马氏体合金的热机械性能，通过修改底层的自由能景观控制的转变。我们使用分子动力学模拟的一个模型原子系统的一致性，纳米级的第二相的属性可以系统地变化。对于经历从立方奥氏体到单斜马氏体的温度诱导转变的基础马氏体材料，模拟显示出设计转变温度的显著能力，从约50%降低到约200%增加，其中50 at. %的立方第二相。我们通过两相体系的自由能景观，建立了第二相的性质与相变特征和微观结构之间的相关性。内聚应力对观察到的马氏体变体有很强的影响，甚至可以导致非马氏体第二相发生转变。降低第二相的刚度增加了相变应变，改变了马氏体组织，增加了相变材料的体积分数。这种转变应变的增加伴随着Af和热滞后的显着增加，而Ms保持不变。我们对马氏体相变可调性的研究结果可用于第二相的知情搜索，以实现所需的材料性能，如实现室温，轻质记忆合金。
2020-05-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Geometry of polycrystals and microstructure
我们调查的几何形状的多晶体，表明凸晶粒的内部晶粒形成的多晶体是多面体的，而与一般的晶粒几何形状的多晶体的三相点是小的。然后，我们研究可能的马氏体形态所造成的晶间接触。对于四元到四元的转换，我们表明，均匀的零能量微观结构匹配的纯膨胀的晶界上必然涉及四个以上的变形梯度。我们讨论了这一结果的相关性，在各种材料中的微观结构，涉及二阶和三阶层压板的观察。最后，我们考虑更专门的情况下形成的双晶材料有两个马氏体能量阱（如正交单斜的转变），但没有任何限制的可能的微观结构，显示如何推广的阿达玛跳跃条件可以应用在晶界，以表明一个纯相在任何晶粒是不可能的最低能量。
2015-10-11 cond-mat.mtrl-sci math.AP
Reconstructive martensitic phase transitions: intermittency, anti-trasformation, plasticity, irreversibility
本研究在非线性弹性理论框架下，通过二维晶体方-六方转变模拟，揭示重构型马氏体相变的间歇性、反相变活动、塑性及不可逆性机制，验证了其与实验观测的一致性。
2025-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Modulated Martensite: Why it forms and why it deforms easily
无扩散相变是（磁性）记忆合金、铁电体和多铁性材料的多功能性的核心。在低对称调制马氏体相中获得了外场下的巨应变效应。我们概述了调制相的起源，它们与四元马氏体的连接和后果，其功能特性通过分析从原子到宏观尺度的外延Ni-Mn-Ga薄膜的马氏体显微结构。马氏体-马氏体相界的几何约束作用到原子尺度。因此，可以形成纳米孪晶四元马氏体的马氏体显微结构。孪晶变体的粗化可以降低孪晶边界能量，这是一个我们可以从原子到毫米尺度跟踪的过程。粗化是一个分形过程，通过加倍孪晶周期以离散的步骤进行。集体缺陷能量导致显著的滞后，这允许在室温下保留调制马氏体作为亚稳相。在这种亚稳态下，弹性能通过形成“双胞胎中的双胞胎”微观结构而释放，这种微观结构可以从纳米到毫米尺度观察到。这种分级孪晶导致扩散的介观孪晶边界，与常见的四方马氏体的原子级尖锐孪晶边界形成对比。我们认为，观察到非常高的流动性，这种介观孪晶界源于其扩散性质，使钉扎原子点缺陷无效。
2011-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Monte Carlo simulations of vector pseudospins for strains: Microstructures, and martensitic conversion times
我们提出了系统的温度淬火蒙特卡罗模拟的离散应变赝自旋模型哈密顿研究微结构的演变与两个组件的矢量序参量（$N_{OP}=2$）的二维铁弹跃迁。零值赝自旋是单一的高温相，而低温相具有$N_v$变体。因此，赝自旋的非零值的数目是三角形到中心矩形（$N_v=3$）、正方形到斜（$N_v=4$）和三角形到斜（$N_v=6$）。该模型的哈密顿量包含一个过渡特定的朗道能量项，域壁成本或金兹伯格项，和幂律各向异性相互作用势，从应变相容性条件引起的。淬火低于转变温度，我们发现类似于以前研究的方形到矩形的过渡（$N_{OP} =1, N_v = 2$），显示丰富的行为发现，是通用的行为。因此，我们发现两个组件的序参量，相同的哈密顿量可以描述两个非热和等温马氏体制度不同的材料参数。如前所述，通过有效液滴能量的参数化来理解无热/等温/奥氏体参数制度和温度-时间-转变图。在无热制度，我们发现快速转换低于一个类似的温度和调幅马氏体转换延迟以上，在实验中。延迟显示早期孵化行为，并在过渡到奥氏体的延迟时间有Vogel-Fulcher分歧，是不敏感的哈密顿能量尺度，这表明熵垒占主导地位。
2015-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Sub-nanosecond structural dynamics of the martensitic transformation in Ni-Mn-Ga
TU Dresden（德累斯顿工业大学）；Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ)（莱布尼茨晶体生长研究所）；TXproducts UG (haftungsbeschränkt)（TXproducts有限责任公司）；University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）；Helmholtz-Institut Jena（耶拿赫尔姆霍兹研究所）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（德国重离子研究中心赫尔姆霍兹有限公司）；Research Center Future Energy Materials and Systems (RC FEMS)（未来能源材料与系统研究中心）
本研究利用同步辐射时间分辨X射线衍射观测Ni-Mn-Ga薄膜的激光诱导马氏体相变，测得最快5纳秒完成完整相变循环，结合模拟明确了温度、热应力及原子协同运动对相变动力学的影响。
2025-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Parent grain reconstruction from partially or fully transformed microstructures in MTEX
一个通用的通用框架，从完全或部分转化的子微观结构的母颗粒重建被集成到开源晶体学工具箱MTEX。该框架将传统的母晶重构、相变和变体分析扩展到所有的母子晶对称组合。普遍适用的母体颗粒重建方法的固有多功能性以及进行深入变异分析的能力通过示例工作流程展示，这些示例工作流程可以由用户以编程方式修改以适应其特定应用。这通过三种应用突出显示，即板条马氏体钢中的$α$ -至- $γ$重构、Ti合金中的$α$ -至- $β$重构、以及孪生和相变诱导塑性钢中从$α$ -至-$\varepsilon$ -至-$γ$的两步重构.高级方向关系发现和分析选项，包括变体分析，通过附加函数库ORTools演示。
2021-04-29 cond-mat.mtrl-sci
The effect of Nb and O on the martensitic transformation in the Ti-Nb-O alloys
Charles University（查理大学）
研究通过制备Ti-Nb-O合金并分析其相稳定性、晶体结构及马氏体转变路径，发现铌主要稳定β相并抑制向六方α'相转变，而氧则通过局部晶格畸变影响转变路径。
2026-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Martensitic transformation in zirconia. Part II: Martensite growth
虽然在氧化锆中的马氏体相变在过去的几十年中一直是非常大量的研究的对象，由低温处理引起的浮雕的形成和生长的定性和定量的观察几乎从来没有报道。在研究的第一部分中，我们已经证明了原子力显微镜定量观察和马氏体相变的唯象理论的计算结果之间的极好的一致性。然而，转型的中间阶段没有被考虑。在这第二部分中，单斜相的生长机制所产生的马氏体相变在氧化铈稳定的氧化锆（10摩尔% CeO2）进行了研究。在413K水蒸气中时效处理诱发了表面相变。最近提出的晶体学ABC1对应选择的分析合理化的意见，其中CT轴转换为厘米轴。三种生长模式的观察和解释的转化株住宿。观察到微裂纹的形成，解释了两个相邻晶粒之间的晶体学取向差最大的晶粒弹出。的晶界路径上的表面浮雕功能的影响被证明。总的来说，我们的研究结果强烈支持不存在一个临界晶粒尺寸的低温转变，证实了经典热力学理论适用于这种特定的情况下。
2018-03-29 cond-mat.mtrl-sci
The role of phase compatibility in martensite
记忆合金的宏观性能是由马氏体相变形成的介观组织继承而来的。在立方相到正交相的转变中，与具有过渡层的常规奥氏体/孪晶马氏体界面相比，马氏体的单个变体对于一些特殊的晶格参数可以具有与奥氏体相容的（精确的）界面。在实验上，相compat，在热滞后的结果急剧下降，并在循环中产生非常稳定的功能特性。在这里，我们调查观察到的微观结构在Ti 50 Ni 50-xPdx合金，进行立方正交马氏体相变，使用三维相场方法。我们将表明，模拟结果与透射电子显微镜观察非常吻合。然而，热滞后下降的理解需要相变与塑性活动的耦合。我们将在热弹性的框架内讨论这一点，这是马氏体相变的一般特征。
2012-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Shape Memory Alloy Nanostructures With Coupled Dynamic Thermo-Mechanical Effects
基于Ginzburg-Landau相场论，提出了一种新的动态热力耦合三维模型，用于模拟记忆合金（SMA）纳米结构中的马氏体相变.研究了纳米结构SMA的应力诱导相变和热机械行为。该模型成功地捕捉到了力学和热滞回现象、局部非均匀相变以及相应的非均匀温度和变形分布。预测的微观结构演变定性与实验观察相匹配。所开发的耦合动力学模型提供了一个更好的理解潜在的马氏体相变机制SMA，以及它们对纳米结构的热机械行为的影响。
2014-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Crystallography of the martensitic transformation between Ni2In-type hexagonal and TiNiSi-type orthorhombic phases
MnMX（M = Co或Ni，X = Si或Ge）合金经历了Ni 2 In型六方晶相和TiNiSi型正交晶相的结构转变，由于其作为室温固体制冷剂的潜在应用而引起了人们的广泛关注。尽管人们对如何调节这种相变并在较宽的温度范围内获得大的熵变进行了大量的研究，但这种马氏体相变的晶体学仍然是未知的。晶体学研究的最大障碍是获得六方相和正交相共存的块状样品，因为MnMX合金在经历转变后会破碎成粉末。因此，我们仔细地将相变温度调整到略低于300 K。在这种情况下，获得了具有少量正交相分布在六方矩阵中的块状样品。最重要的是，两个阶段之间没有裂缝。这为我们用电子显微镜研究显微结构提供了便利。结果表明，六方和正交结构之间的取向关系为[4-2-23]h//[120]o &（01-10）h//（001）o，惯习面为{-2113.26}h。采用WLR理论计算了习惯面。计算结果与实测结果吻合较好。本工作首次揭示了MnMX合金六方-正交相变的晶体学规律，有助于理解MnMX合金中与相变相关的物理效应。
2021-08-02 cond-mat.mtrl-sci
HVAF Spraying of NiTi Coatings: Microstructure, Phase Transformation and Shape Memory Behavior
Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Department of Engineering Science, University West（韦斯特大学工程科学系）；Palacký University in Olomouc, Faculty of Science（奥洛穆茨帕拉茨基大学理学院）；Joint Laboratory of Optics of Palacký University and Institute of Physics AS CR（帕拉茨基大学与捷克科学院物理研究所联合光学实验室）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
本文首次成功制备了具有功能热机械性能和良好基体附着力的厚NiTi涂层（100-300微米），采用高速空气燃料热喷涂方法，并评估了其微观结构、相变和形状记忆行为。
2026-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Simulations of multivariant Si I to Si II phase transformation in polycrystalline silicon with finite-strain scale-free phase-field approach
采用无标度相场方法（PFA）和相应的有限元方法（FEM）模拟了多晶聚集体中立方Si Ⅰ到四元Si Ⅱ的马氏体相变（PT）。该模型的重要特征是大的和非常各向异性的相变应变张量$\varepsilon_{t}=\{0.1753;0.1753; -0.447\}$和应力张量依赖的非热耗散阈值PT，这产生了计算的基本挑战。具有55和910随机取向晶粒的3D多晶体在周期性边界条件和零平均横向应变下经受单轴应变和应力控制载荷。耦合演化的离散马氏体显微组织，马氏体变体和Si II的体积分数，应力和相变应变张量，和织构的介绍和分析。宏观变量有效地代表多变量的转换行为。55和910晶粒的宏观应力-应变和相变行为接近（差异小于10%）。这使得宏观本构方程的确定，通过处理骨料与少量的颗粒。大的相变应变和晶界导致数十GPa的巨大内应力，影响微观组织演变和宏观行为。与单晶相反，由于PT和负的局部切线模量的局部机械不稳定性在宏观尺度上通过由晶界阻止/减缓Si II区域的生长并产生内部背应力来稳定。这导致PT期间的压力增加。所开发的方法可用于研究类似的PT与大的转化菌株，并进一步发展，包括塑性应变和应变诱导的PT。
2023-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Spatially resolved in-situ characterisation of competing martensitic transformation pathways during nanoscratch in 316H Stainless Steel
University of Oxford（牛津大学）；United Kingdom Atomic Energy Authority（英国原子能管理局）；Imperial College London（帝国理工学院）；University of Cambridge（剑桥大学）
研究316H不锈钢纳米划痕中竞争马氏体转变途径，采用原位同步加速器X射线纳米衍射结合纳米划痕测试及有限元建模，揭示压力驱动途径选择，解释合金擦伤性能差异，解决瞬态微观结构状态测量问题。
2026-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Segregation at prior austenite grain boundaries: the competition between boron and hydrogen
本文结合热脱附谱、从头计算和多种微观表征，揭示了硼在马氏体钢原奥氏体晶界偏聚并排斥氢的机制，并通过热力学模型说明低偏聚能晶界陷阱优先饱和导致氢致失效，从而解释了PAGBs成为最薄弱组织特征的原因。
2024-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Defect-induced incompatibility of elastic strains: dislocations within the Landau theory of martensitic phase transformations
在无位错马氏体中，弹性应变张量的分量受到圣维南相容性条件的约束，该条件保证了在外部加载期间主体的连续性。然而，在位错材料中，变形张量的塑性部分引入了位移失配，该位移失配通过弹性弛豫来消除。弹性应变，然后不再兼容的意义上的圣维南定律和随后的不兼容张量被证明是成比例的奈位错密度张量的梯度。我们表明，这种不相容性的存在下，产生一个额外的长程贡献的非均匀部分的朗道能量泛函和相应的应力场。本地和远程之间的相互作用的竞争结果在不断变化的序参量（弹性）纹理的挫折。我们展示了如何计算任意各向异性介质中任何位错分布的Peach-Koehler力和应力场，并将其应用于位错密度的福克-普朗克动力学中。这种方法代表了一个自洽的计划，产生的序参量场和连续位错密度的演变。我们说明我们的方法，通过研究位错对显微结构的影响，特别是孪晶畴壁，在Fe-Pd合金进行马氏体相变。
2008-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Strain intermittency in shape-memory alloys
本文采用网格法全场测量技术，对Cu-Al-Be单晶中机械诱发马氏体相变的间歇过程进行了实验研究。我们利用内部专门设计的基于重力的装置，其中由水泵控制的系统通过非常小的力增量施加完全单调的单轴载荷。样品在正、反向单斜相变过程中表现出滞后超弹性行为，这是由相微结构的应变场演化引起的。在加载循环过程中，在样品表面上测量面内线性应变分量，我们以多种方式表征应变雪崩，显示出近六十年来应变雪崩的幂律行为的出现。我们还描述了非平稳性和观察到的不对称性的正向与反向转换。目前的实验方法，它允许在本地和全球的晶体中的可逆马氏体相变的监测，证明是有用的，并提高了我们的能力，在记忆合金中的过渡相关的现象的分析和可能的控制。
2015-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Registration between DCT and EBSD datasets for multiphase microstructures
本研究针对多相材料三维微观结构表征需求，开发了基于晶粒平均取向的DCT与EBSD数据集配准技术，验证了实验室DCT可准确测定多相钢中大晶粒的关键特征，展现了其在多相材料表征领域的应用潜力。
2023-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Design of a V-Ti-Ni alloy with superelastic nano-precipitates
应力诱发的马氏体相变使亚稳合金能够表现出增强的应变硬化能力，从而改善可成形性和韧性。然而，正如从相变诱发塑性（TRIP）钢中所熟知的，由于其固有的脆性，所得的马氏体可以限制延展性和疲劳寿命。在这项工作中，我们探索了一种合金设计策略，利用应力诱导马氏体相变，但不保留马氏体相。这种策略是基于超弹性纳米析出物的引入，其在初始应力诱导的正向转变后表现出反向转变。为此，利用从头算模拟和热力学计算，我们设计并制备了V45 Ti 30 Ni 25（at%）合金。在该合金中，TiNi作为纳米沉淀物均匀分布在韧性富V基心立方（bcc）β基质内，以及作为较大的基质相存在。我们使用各种扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的方法，其特征在于所产生的合金的微观结构。通过拉伸试验证明了合金的体力学性能，并且通过原位TEM微柱压缩实验、原位高能衍射同步加速器循环拉伸试验、压痕实验和差示扫描量热法实验证实了TiNi形貌中的可逆转变。观察到的转变途径和变量的影响相稳定性进行了严格的讨论
2021-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Microstructure and formation mechanisms of δ-hydrides in variable grain size Zircaloy-4 studied by electron backscatter diffraction
用电子背散射衍射研究了原始细晶和“块状”α-大晶粒Zr-4合金（平均晶粒尺寸分别为~11 μm和>200 μm）中δ相的显微组织和晶体学。结果表明，基体-氢化物取向关系为{0001}α|| {111}δ; <11-20>α||<110>δ为所有研究的情况下。发现晶内晶界和部分晶间晶界的惯习面为周围基体的{10-17}面。晶间氢化物的形态可以根据晶界和氢化物惯习面之间的角度而变化。α-Zr和δ-氢化物之间的失配应变由位错密度和孪晶结构调节，并提出了孪晶形成的机制。晶界的生长是通过自催化的方式实现的，类似于晶内晶粒的生长模式。容易的集体剪切使<1-100>氢化物在任何晶界处成核成为可能，而该过程似乎有利于具有低（<40°）和高（>80°）c轴取向差角的晶界。此外，晶界和相邻基面之间的角度不影响氢化物成核的倾向。
2018-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Ti$_2$Pd(Ni) on the Transformation Behavior in Sputtered Ti-rich TiNiPd Shape Memory Alloys
本研究探讨了不同温度热处理对磁控溅射富Ti TiNiPd薄膜微观结构和循环稳定性的影响，发现500 °C热处理通过形成Ti$_2$Pd(Ni)析出物纳米畴，引发长程马氏体与应变玻璃混合相变，显著提升功能疲劳抗性。
2025-05-01 cond-mat.mtrl-sci
In-situ Analysis of the Effect of Residual fcc Phase and Special Grain Boundaries on the Deformation Dynamics in Pure Cobalt
本研究通过原位声发射与非原位扫描电镜结合，发现残余fcc相和特殊71°晶界显著提升纯钴的可变形性和强度，其效应可超越晶粒尺寸，为晶界工程优化提供新途径。
2024-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Substrate interaction mediated control of phase separation in FIB milled Ag-Cu thin films
研究FIB铣削Ag-Cu薄膜在退火过程中的相分离，发现基底相互作用显著改变孔周围微观结构，为局部调制成分和微观结构提供新方法。
2023-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Analytical and Scale-Free Phase-Field Studies of $α$ to $ω$ Phase Transformation in Single Crystal Zirconium under Nonhydrostatic Loadings
本文采用无标度相场方法并结合解析解与有限元模拟，研究非静水应力下单晶锆 α→ω 相变，揭示偏应力不足以解释塑性流动中的相变压力降低。
2025-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Grain-level effects on in-situ deformation-induced phase transformations in a complex-phase steel using 3DXRD and EBSD
本研究利用3DXRD和EBSD原位观察复相钢中变形诱导马氏体相变，发现晶粒尺寸、取向和邻域影响γ稳定性，并验证了ε变体预测模型，为微观结构调控合金设计提供关键依据。
2023-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Improved understanding of the growth of blocky alpha in welded Zircaloy-4
本文通过非原位与原位 EBSD 加热实验揭示焊接 Zircaloy-4 中块状 α 晶粒沿先前 β 晶界生长的机制，并实现由焊态组织预测晶粒尺寸与形貌。
2024-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Effect of bed temperature on solute segregation and mechanical properties in Ti-6Al-4V produced by selective laser melting
先进的表征技术用于在加热基板上生产的LPBF Ti-6Al-4V样品。当基体温度为100°C时，延伸率为6%，在570°C时，延伸率增加并达到峰值10%，然后在770°C时，延伸率急剧下降至零。在100°C下，观察到主要由α+ α '组成的严重应变和孪晶显微组织，并且其与通过常规LPBF方法获得的预制显微组织相当。在更高的温度下，孪晶不再存在，而是在α'和α内观察到纳米级β沉淀物，以及位错网络（570°C）和缠结（770°C）。在所有的预热条件下，观察到在晶体缺陷处的溶质偏析。在100°C的样品中观察到微孪晶处的Al和V偏析，首次报告了在相邻孪晶中形成的“选择性”和相互排斥的富Al和富V区域。在570°C和770°C样品中观察到位错处的V偏析，这与较高的预热温度一致。在所有样品中测得高O含量，但具有明显的相反效果。在100°C和570°C下，估计低于O脆化的临界阈值，并通过固溶体强化局部帮助保持高强度，而在770°C下，它高于阈值，因此以脆性方式失效。基于这些观察结果，从100°C到570°C的延展性的初始增加归因于微孪晶和位错网络的减少，所述位错网络在较粗糙的微观结构中充当滑移的“软屏障”。在770°C下缺乏延展性归因于该样品中局部溶质再分布导致位错钉扎和O含量增加。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci
