Effect of transient change in strain rate on plastic flow behavior of low carbon steel
本文研究了低碳钢在室温拉伸变形过程中的塑性流动行为，在固定的工程应变为12%的条件下，将初始应变速率从3.3 × 10 ~（-4）l/s变化到最终应变速率从1.33 × 10 ~（-3）l/s到2.0 × 10 ~（-3）l/s。Haasen图显示，在应变速率变化时应力突然增加的交界处，位错密度几乎保持不变，塑性流动仅取决于位错速度。在该临界状态下，应力随时间的变化可用Boltzman型Sigmoid函数拟合。发现应力的增加随着最终应变速率而增加，并且达到这些应力值所花费的时间呈减少趋势。这两个参数在较高的最终应变速率下渐近饱和。
2005-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Heterogeneous local plastic deformation of interstitial free steel revealed using in-situ tensile testing and high angular resolution electron backscatter diffraction
金属是运输和建筑环境的重要结构材料。由于间隙溶质原子（如碳和氮）与可动位错相互作用，低碳钢可以通过应变局部化失效，这引起了Portevin-Le Chatelier效应和Luders带的形成。在这项工作中，我们使用高角分辨率电子背散射衍射（HR-EBSD）的原位拉伸测试和观察，探讨在两个无间隙原子（IF）钢样品的变形图案。其中一种钢经过热处理以触发应变局部化和Luders带，而另一种钢经过热处理以均匀化塑性应变并限制流动局部化。我们的工作表明，在宏观尺度上的流动局部化是密切相关的差异存储的位错在微观尺度上通过分析的HR-EBSD导出的存储几何必要的位错（GNDs）领域。均匀塑性流动与这些体心立方（BCC）材料中更多的“面心立方（FCC）样”变形模式相关，其中加工硬化与位错网络的关联相关，位错网络与三重连接和晶界相互作用，我们的原位测试使我们能够看到这些领域的发展。我们的研究结果使修改钢加工路线，和微观力学模型，从这些原位测试获得的信息的基础上。
2019-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Microstructural Origins of Plastic Work Partitioning during Deformation of 310S TWIP Steel
Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院基础技术研究所）
研究揭示了310S TWIP钢在塑性变形中能量存储的微观机制，发现孪生活动和晶格旋转降低材料能量存储能力，促进剪切带变形。
2026-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Elastic properties of eta carbide (eta-Fe2C) from ab initio calculations. Application to cryogenically treated gear steel
采用广义梯度近似（GGA）方法，用从头计算密度泛函理论（DFT）计算了η-Fe 2 C（η碳化物）的弹性性质.各向同性的多晶弹性模量的eta-Fe 2C已被计算为从从头计算模拟确定的各向异性单晶弹性常数的平均值。利用计算得到的多晶弹性模量计算了渗碳齿轮钢经浅低温处理（SCT）和深冷处理（DCT）后的弹性模量。然后将该值与从纳米压痕获得的实验值进行比较。结果证实，在DCT钢中观察到的弹性模量的变化可以归因于eta-Fe 2C的析出。在SCT钢和DCT钢之间没有观察到硬度的变化。然后，这些数据被用来评估弹性流体动力润滑（EHL）条件下测试的SCT和DCT钢的表面接触疲劳行为。
2014-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Stress evolution in plastically deformed austenitic and ferritic steels determined using angle- and energy-dispersive diffraction
本研究利用高能X射线衍射测量晶格应变，验证了Eshelby-Kröner模型对X射线应力因子的近似，并采用弹塑性自洽建模(EPSC)方法成功分析了奥氏体和铁素体钢中一阶与二阶应力的演化及非线性特征。
2023-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Influence of severe plastic deformation on the precipitation hardening of a FeSiTi steel
晶粒细化和高析出相体积分数（~6at.%）的复合强化效应采用原子探针层析成像和扫描透射电镜研究了时效前SPD处理对FeSiTi合金力学性能的影响。结果表明，细化的显微组织影响的析出动力学和二次硬化金属间相，观察到成核的位错和亚晶界上的非均匀的空间分布。结果表明，连续进行这两种强化机制的合金表现出较低的机械强度的增加比一个简单的估计的基础上的两个单独的强化机制的总和。
2012-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical behavior of steels: from fundamental mechanisms to macroscopic deformation
我的科学活动旨在了解和预测钢的机械行为，从基本机制到宏观变形。这篇手稿致力于研究高锰奥氏体钢的双晶效应（孪晶诱导塑性）和更传统的铁素体-马氏体钢的双相效应（DP效应）。
2014-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Degradation-Aware and Machine Learning-Driven Uncertainty Quantification in Crystal Plasticity Finite Element: Texture-Driven Plasticity in 316L Stainless Steel
本研究提出一种机器学习驱动的框架，结合晶体塑性有限元模拟与代理模型，量化316L不锈钢焊接件中织构变异性导致的塑性不确定性，识别Cube和Goss织构为退化关键因素，大幅降低计算成本。
2025-05-24 cond-mat.mtrl-sci stat.AP
Microscopic plasticity and damage in two-phase steels: on the competing role of crystallography and phase contrast
本文揭示了金属材料的微观力学方面，其微观结构包括两个或多个阶段的晶粒。局部塑性响应由（i）单个晶粒滑移系的相对取向差和（ii）相的不同机械性能决定。这两种机制在细观尺度上的相对重要性尚不清楚：塑性响应是由晶粒的各向异性主导的，还是这种效应被两相之间的机械对比所压倒？答案影响了这种材料在中尺度上的建模，但也提供了在该长度尺度上产生的断裂机制的见解。到目前为止，这个问题只针对特定的晶体学和机械性能进行了讨论。相比之下，本文系统地研究了这个问题，使用大量的相位分布，晶体学和材料参数。结果发现，宏观和介观（晶粒平均）塑性响应的两个极端的建模选择（晶体塑性或各向同性塑性）收敛与增加的相位差。当硬相的屈服应力比软相高四倍时，晶体学的效果完全被相差压倒。当该比值小于2时，其影响不可忽略。然而，即使在这种情况下，断裂起始也由相的局部布置控制。后者是量化的，在本文中通过平均安排的相周围的断裂起始位点。
2016-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Effect of alloying and microstructure on formability of advanced high-strength steels processed via quenching and partitioning
研究了淬火配分（Q&P）工艺中合金化和显微组织对先进高强度钢（AHSS）成形性能的影响。对三种不同合金元素组合和残余奥氏体体积分数的Q&P钢进行了单轴拉伸和Nakajima试验。拉伸力学性能的测定，并绘制成形极限图（FLD）。对试样的显微组织进行了分析，发现残余奥氏体含量明显减少。它表明，所有的钢都能够积累更高的量的塑性应变时，使用Nakajima方法测试。所观察到的现象是有关的多轴应力状态和应变梯度通过板厚度导致残留奥氏体的快速转变，以及回火马氏体基体的能力，积累塑性应变。令人惊讶的是，具有最高残留奥氏体体积分数和最高拉伸延展性的Q&P钢在所研究的等级中显示出最低的可成形性。后一种观察结果与促进微裂纹形成的初始新鲜马氏体和应力/应变诱发马氏体的分数的最高总和有关。讨论了回火马氏体基体在Q&P钢成形过程中积累塑性形变的作用和能力。
2021-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Application-oriented strain-hardening engineering of high-manganese steels
高锰钢（HMnS）出色的机械性能是其高应变硬化性的结果。这是由动力回复的强烈抑制，主要的平面滑移，以及其他变形机制的激活，如相变诱导塑性（TRIP）和孪生诱导塑性（TSTK）。然而，取决于最终应用，对HMnS的机械性能的强烈不同的要求是相关的。为了针对特定应用设计HMnS，需要考虑允许预测最终机械性能的加工条件下的多尺度材料模拟，即基于集成计算材料工程（ICME）的应变硬化工程。在这项工作中，我们提出了一种方法，采用合金选择的堆垛层错能计算，这使得激活/抑制特定的变形机制。定制制造，例如通过热机械处理、剧烈塑性形变或增材制造，提供了在加工期间和之后利用应变硬化性来限定机械性能的可能性。将讨论合金和工艺设计的计算方法。
2019-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Initiation and Propagation of Plastic Yielding in Duplex Stainless Steel
在晶体尺度上研究了一种两相不锈钢合金在五种应力水平下的弹塑性行为。晶格（弹性）应变进行测量与中子衍射使用管状样品进行不同的组合的轴向载荷和内部压力，以实现一系列的双轴应力比。有限元模拟进行虚拟多晶体使用加载的历史，模仿实验协议。为此，两相微观结构实例化的基础上的晶粒和相拓扑结构的显微镜图像和从中子衍射的晶体取向分布。在轴向，径向和环向方向的散射矢量的两个阶段，几个晶体反射的测量和计算的晶格应变之间进行了详细的比较，确认该模型的能力，准确地预测不断变化的局部应力状态。一个多轴应力状态的强度-刚度参数被用来解释跨五个水平的应力双轴性的多晶样品屈服的开始。最后，建立了多轴强度-刚度，传播屈服的体积的多晶体估计在一个方程，该方程提供了必要的局部应力启动晶体内的宏观应力。
2017-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen Effect on Plastic Deformation and Fracture in Austenitic Stainless Steel
氢对奥氏体不锈钢断裂行为的影响已在过去进行了研究[1][2]。据报道，断裂起始于夹杂物和增强应变局部化区域的空隙形成[3]。有实验证据支持氢影响材料断裂过程中的空隙成核、生长和聚结的事实[4]。本文研究了氢对奥氏体不锈钢中孔洞生长和合并的影响。通过分析单晶代表体积元（RVE）的应力应变响应，研究了氢对不同应力三轴度下空洞生长和合并的影响。结果表明，应力三轴度越大，屈服所需的等效应力越小。无论材料是否暴露于氢气，这种响应都是相似的。较低的等效应变值屈服经历了较高的应力三轴度的氢自由和氢化的样品。氢在高应力三轴度下减缓了空隙的生长，但在低应力三轴度下促进了空隙的生长。对于较低的三轴度，氢的存在下，发现最初抑制空隙生长在低等效应变值。然而，这种效果逆转在较高的等效应变值和氢被发现，以促进空隙生长。氢促进或抑制空隙生长的效果已经显示出随着氢浓度的增加而在幅度上增加。
2019-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen-induced hardening of a high-manganese twinning induced plasticity steel
研究Fe-26.9Mn-0.28C TWIP钢表层电化学充氢后的硬化行为，揭示氢通过晶界偏析改变位错形核、滑移及ε-马氏体形成机制。
2023-04-26 cond-mat.mtrl-sci
In situ nonlinear Rayleigh wave technique to characterize the tensile plastic deformation of stainless steel 316L
声非线性参数β对位错参数敏感，位错参数在塑性形变过程中连续变化。结构/部件中基于位错的损伤是失效的根源;因此，β已被研究为非破坏性评估的度量。这项工作包括两个部分：在现场的非线性瑞利波测量的实验装置的发展，和表征的β对施加的应力在不同水平的初始塑性应变的依赖。首先，我们介绍了一个可重复的原位非线性超声测量的实验装置和方法。详细介绍了设计考虑和测量方案。在第二部分中，在增量单调拉伸试验期间原位测量β。在弹性形变过程中，测得的β随塑性应变单调减小，但对外加应力相对不敏感。这一结果突出了三个方面的β的演变，这还没有得到足够的强调，在以前的工作：在弹性形变过程中所施加的应力β的明显不敏感性，降低β与塑性形变，和饱和的β。我们将β降低的趋势归因于在塑性形变过程中β随塑性环长度的缩放，这取决于初始微观结构。β在1.8%的饱和度与位错结构的平面到波浪形的过渡相吻合。在这项工作中提出的原位非线性超声实验方法是显着的，因为原位结果可以提供更广泛的见解β和位错为基础的损伤演化比非原位测量单独。
2022-04-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
On the critical role of martensite hardening behavior in the paradox of local and global ductility in dual-phase steels
针对双相钢全局塑性与局部塑性存在的悖论，本文通过微观力学统计研究发现马氏体硬化行为是核心影响因素，相力学性能差异的提升会增强全局塑性但削弱局部塑性，为研发兼具两类塑性的钢材提供了关键方向。
2022-11-17 cond-mat.mtrl-sci
The Mechanical Threshold Stress model for various tempers of AISI 4340 steel
纯金属和合金的高应变率和高温变形的数值模拟需要真实的塑性本构模型。经验模型包括广泛使用的Johnson-Cook模型和半经验的Steinberg-Cochran-Guinan-Lund模型。基于物理的模型，如Zerilli-Armstrong模型，机械阈值应力模型和Preston-Tonks-Wallace模型也得到广泛使用。在本文中，我们确定的机械门槛应力模型参数为各种回火的AISI 4340钢使用的实验数据从公开文献。我们还比较了4340钢的应力-应变曲线和泰勒冲击试验曲线的机械门槛应力模型预测的约翰逊-库克模型。相关的温度和压力依赖的剪切模量模型，熔化温度模型，比热模型，并为4340钢的状态方程进行了讨论，并提出了它们的参数。
2005-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Percolating Plastic Failure as a Mechanism for Shear Softening in Amorphous Solids
"剪切软化”是指当施加在非晶态固体上的应力增加到超过初始线性区域时观察到的剪切模量的降低。仔细的数值准静态模拟揭示了塑性破坏和剪切软化之间的密切关系。与塑性流动相关联的剪切模量的稳态值的达成被识别与经历了塑性事件的区域的渗流。我们提出了一个基本的“双态”模型，插入失败和处女区域之间，并提供了一个简单而有效的表征剪切软化。
2013-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The mechanism of twin thickening and the elastic strain state of TWIP steel nanotwins
对名义成分为Fe-16.4Mn-0.9C-0.5Si-0.05Nb-0.05V的孪晶诱导塑性（TSTK）钢进行了6%的变形试验。使用4D-STEM技术绘制变形孪晶周围的应变。应变图显示在平行和垂直于孪晶方向的方向上约6%的大的平均弹性应变。然而，大的平均应变包括几个热点，甚至更大的应变高达12%。这些热点可归因于孪晶界上高密度的固着Frank位错，对应于1- 1.5GPa的剪应力。应变和应力场明显大于其他已知的孪晶材料，并被推测为导致Td 3钢纳米孪晶早期厚度饱和的原因。保持孪晶极薄的能力有助于改善晶粒破碎，\textit{i.e.}动态Hall-Petch效应，并支撑了铁素体钢的大伸长率和应变硬化率。
2022-09-30 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
Evolution of Plastic Strain During a Flow Forming Process
通过测量变形材料的局部显微压痕硬度，研究了不同条件下AISI 1020钢板在光滑圆柱芯棒上单辊正向流动成形时等效塑性应变沿厚度方向的分布规律。等效塑性应变在工件的内、外表面较高，在中心处最低。经验表达式描述了轧辊和芯轴的总的局部等效塑性应变内的流动形成的部分的贡献。讨论了这些表达式对旋压减薄量的依赖性。
2011-10-28 cond-mat.mtrl-sci physics.class-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
Work hardening behavior in a steel with multiple TRIP mechanisms
研究了具有两种TRIP机制的Fe-0.07C-2.85Si-15.3Mn-2.4Al-0.017N钢的TRIP行为。初始组织由ε-和α-马氏体组成，残余奥氏体为27%。在前5%的应变下，TRIP行为主要是奥氏体转变为ε-马氏体（第I阶段），但在第I阶段饱和时，ε-马氏体转变为α-马氏体（第II阶段）。合金偏析也影响TRIP行为与合金丰富的区域产生TRIP颈缩之前。第一性原理计算表明，铝显著影响Fe-Mn-Al-C钢的层错能，使不稳定的层错能降低，ε-马氏体更容易形核。铝的加入也提高了本征层错能，使ε马氏体失稳，进一步变形时转变为α马氏体。两阶段TRIP行为产生了1.4的高应变硬化指数，并导致1165 MPa的极限拉伸强度和35%的断裂伸长率。
2012-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Geometrically necessary boundaries accommodate the residual elastic strain in cold-rolled Fe-3%Si
European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)（欧洲同步辐射装置）；OCAS NV（OCAS有限公司）
利用暗场X射线显微镜同时三维映射冷轧Fe-3%Si晶粒内的取向差和残余弹性应变，发现几何必要边界是长程残余弹性应变的主要载体和分配者。
2026-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Application of Advanced techniques for metal identification and characterization
金属材料的鉴定需要应用先进的表征技术。本文利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射（XRD）和能量色散X射线能谱（EDS）等技术对316不锈钢和未知黄铜样品进行了形貌、结构和化学成分分析。未知黄铜样品的晶格常数为3.6812A，由63%的Cu和37%的Zn组成。XRD分析表明为面心立方晶体结构，样品为α黄铜。在316不锈钢中测量的位错密度随着塑性应变的增加而增加，并且位错结构从低应变时的相对均匀分布变化到高应变时的胞状结构。316不锈钢的X射线衍射峰展宽与位错含量呈线性关系。
2016-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical-Experimental failure analysis of the c-Al0.66Ti0.33N-M2 steel system using nanoindentation instrumented and finite element analysis
提出了一种c-Al 0. 66 Ti 0. 33 N/ Interface / M2钢涂层系统失效分析的理论-实验方法。该c-Al_（0. 66）Ti_（0. 33）N涂层采用电弧-PVD技术沉积。涂层模型采用牵引-分离定律和扩展有限元法（XFEM），界面模型采用内聚区模型，基体模型采用Ramberg-Osgood定律。利用仪器化纳米压痕技术、划痕试验和拉应力试验获得了实验值，并将其引入模型。采用纳米压痕法测量了涂层的弹性模量、断裂能释放率和纳米硬度。通过划痕试验得到了界面在粘着和内聚临界载荷下的法向应力和剪应力值。采用维氏压痕法在c-Al 0. 66 Ti 0. 33 N/ Interface / M2钢涂层系统中产生裂纹图案。径向和横向裂纹产生和分析后，横向纤维束切割的断裂区。进行了有限元分析，以了解系统中的载荷-位移曲线和机械失效之间的关系，将弹出与成核、裂纹扩展和开裂模式相关联。这项工作提出了一种理论实验方法，用于硬涂层（整体）的失效分析，允许计算涂层材料的断裂韧性和模型接触力学引起的开裂模式。
2018-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Generalized loading-unloading contact laws for elasto-plastic spheres with bonding strength
本文给出了具有粘结强度的弹塑性球体的广义加卸载接触定律。按照内聚区模型的精神，所提出的机械接触定律在卸载开始时通过正则化项是连续的，该模型在颗粒间断裂的条件中引入了小且可控的误差。这种连续性与标准机械加载和卸载接触理论的行为形成鲜明对比，后者在卸载开始时表现出不连续性，此时颗粒在塑性形变期间形成固体桥。该配方取决于五种材料的性能，即两个弹性性能（杨氏模量和泊松比），两个塑性性能（塑性刚度和幂律硬化指数）和一个断裂力学性能（断裂韧性），其预测与详细的有限元模拟一致。所提出的配方的数值鲁棒性和效率证明了通过执行三维粒子力学静态计算的微观结构演变过程中的三个最重要的步骤粉末模压，即在压实，卸载和喷射。这些模拟揭示了演变，相对密度接近一，微观结构特征，工艺变量和紧凑的机械属性，这是定量的实验观察到的相似，并在显着的协议与文献中报道的（半）经验公式。
2018-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Atomistic simulations of the deformation behavior of an Nb nanowire embedded in a NiTi shape memory alloy
采用分子动力学模拟研究了预应变和温度对铌纳米线嵌入镍钛记忆合金（SMA）中所表现出的优异性能的影响。为此，我们发展了一种新的基于二次近邻修正嵌入原子方法（2NN MEAM）的Nb-Ni-Ti三元原子间相互作用势。揭示了准线性弹性、细长滞后和杨氏模量降低的独特现象的起源。结果证明了塑性形变在嵌入的Nb纳米线中的重要性，并揭示了变形如何促进刚刚提到的前所未有的现象。提出了一种简单而直接获得的描述符，用于关联和监测预应变过程中的杨氏模量演变。此外，我们的模拟表明，通过适当的预应变，可以获得所需的杨氏模量的应用温度范围很广。
2022-02-19 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
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
An evaluation of plastic flow stress models for the simulation of high-temperature and high-strain-rate deformation of metals
唯象塑性流动应力模型广泛应用于金属材料在高应变率和高温下的大变形模拟。存在几种这样的模型，很难确定任何单一模型对手头特定问题的适用性。理想情况下，模型是基于基础（亚网格）物理，因此不需要重新校准的应用程序的每一个制度。在这项工作中，我们比较了约翰逊库克，Steinberg-Cochran-Guinan-Lund，Zerilli-Armstrong，机械阈值应力，和Preston-Tonks-Wallace塑性模型。我们使用OFHC铜作为比较材料，因为它具有良好的特性。首先，我们确定比热模型，状态方程，剪切模量模型和熔体温度模型的参数。这些模型进行评估，并确定其适用范围。然后，我们比较的流动应力预测的五个流动应力模型与退火OFHC铜的实验数据和量化建模误差。接下来，模拟泰勒冲击试验，确定比较指标，并根据这些指标对流动应力模型进行评估。这些计算采用材料点法。我们观察到，所有的模型是相当准确的，在低温下，这些模型中的任何一个都可以用于模拟。然而，在高温和高应变率条件下，它们的精度可能会有很大差异。
2005-12-19 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
Sensitivity of Crystal Stress Distributions to the Definition of Virtual Two-Phase Microstructures
系统地研究了模拟输入对两相微结构中计算应力分布的敏感性。这项研究支持了双相不锈钢屈服的开始和传播的相关调查。在研究中考虑的是单晶体的弹性和塑性行为的本构模型参数的识别和包括虚拟样品的实例化中的主导相和晶粒形态的重要性。使用有限元公式计算的行为进行评估，对宏观应力-应变行为的实验数据和晶格应变数据测量中子衍射在原位加载。
2017-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Thermo-mechanical FE model with memory effect for 304L austenitic stainless steel presenting microstructure gradient
本研究的主要目的是确定，通过三维有限元分析（FE），应力和应变场的内表面的管状试样提交热机械疲劳。为了研究表面光洁度对内表面疲劳性能的影响，在各种热载荷下对实际尺寸的管状试样进行了机械试验。测试前，在试样内表面处和下进行的X射线测量、透射电子显微镜观察和显微硬度测试揭示了残余内应力和与加工硬化梯度相关的大位错显微结构梯度。在弹粘塑性模型中引入了与预硬化梯度有关的记忆效应，以确定内表面的应力应变场。首先通过热弹性模型计算管状试样内表面上的温度演化，然后用于我们的热机械模拟。热-机械模型参数的确定基于在20^{ \circ }C和300^{ \circ }C下进行的实验稳定循环拉伸-压缩测试。数值稳定的牵引-压缩循环曲线（有和没有预应变）和实验之间得到了很好的一致性。该三维模拟提供了在测试期间轴向和切向内部应力和局部应变的演变。数值结果表明：40次循环后，切向应力降低并趋于稳定，而轴向应力随循环次数的增加而降低的趋势较弱。结果还指出，棘轮效应和轻微的非比例载荷的内表面。计算得到的稳定循环的平均应力和应变值与初始值相差甚远，可用于获得与疲劳相关的标准设计的安全裕度，以及获得使用更先进的疲劳分析和准则所需的准确载荷条件。
2013-01-08 cond-mat.mtrl-sci physics.med-ph
