New vision of convection induced freckle formation theory in Nickel-based superalloys by electron microscopy
针对镍基高温合金雀斑缺陷形成机制缺乏实验证据的问题，通过电子显微镜研究四种合金雀斑链的晶粒微观结构与内应力-取向差关系，为热溶质对流理论提供新实验支撑，丰富了铸造缺陷研究方法。
2023-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Low-cycle fatigue of a nickel-based superalloy at high temperature: Simplified micromechanical modelling
本文主要研究镍基高温合金$γ/γ'$ AM 1高温低周疲劳的细观力学模型。活化滑移系统的性质在不同类型的通道的$γ$相进行了分析，考虑到施加的和内部的应力的综合影响。后者分为两个贡献，失配应力和弹性$γ'$阶段和弹塑性$γ$阶段之间的相容性应力，这是在一个简化的复合材料的方法估计。内应力可以诱导滑移活动和/或由其松弛，这导致在增加的施加应力下不同通道中的滑移激活事件的复杂序列。考虑到这些影响，可以预测[001]拉伸、压缩和低周疲劳过程中通道内活动滑移系的性质和分布。所得到的微观结构的行为及其后果的各向异性性质的聚结的$γ'$沉淀物进行了讨论相对于现有的实验数据。
2021-09-06 cond-mat.mtrl-sci
High-throughput nanoindentation mapping of cast IN718 nickel-based superalloys: influence of the Nb concentration
局部机械性能，化学成分和晶体学取向的高通量相关性研究已进行了在选定的地区的铸造Inconel 718试样进行三种不同的回火。试样在枝晶臂尺度上表现出强烈的Nb偏析，局部Nb含量在2wt.%在枝晶臂的核心中添加至8重量%在枝晶间区域和25重量%在第二相颗粒（MC碳化物、Laves相和δ相针状物）中。纳米硬度与局部Nb含量和回火条件密切相关。相反，压痕弹性模量不受局部化学成分或回火条件的影响，但直接与晶粒取向，由于高弹性各向异性的镍合金。
2021-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Effect of local anisotropy on fatigue crack initiation in a coarse grained nickel-base superalloy
在目前的工作中，理论方法，基于晶粒取向相关的杨氏模量和施密德因子被用来描述局部晶粒取向的影响裂纹萌生行为的粗晶镍基高温合金René 80。特别是对于具有大晶粒尺寸的强各向异性晶体结构，例如所研究的材料，必须考虑局部弹性性质以评估疲劳裂纹萌生。通过对施密德定律的推广，可以根据局部杨氏模量和施密德因子计算引发局部循环塑性形变的剪应力幅值。用100，000个样本进行的蒙特卡罗模拟显示了随机晶粒取向如何影响这些参数。此外，杨氏模量和施密德因子（称为$E\cdot m$）的产品被用作一个参数，以确定如何晶粒取向影响所得的剪切应力振幅为给定的总应变振幅。除了使用这种方法的理论工作，该模型也验证了使用等温LCF实验，通过确定局部晶粒取向的影响，裂纹萌生位点，使用SEM-EBSD分析。
2018-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Size-Dependent Power Laws for Edge Dislocations in Nickel Superalloys: A Molecular Dynamics Study
本文利用分子动力学模拟研究了镍高温合金中刃型位错运动的临界分切应力尺寸效应，发现CRSS对γ'析出相体积分数呈双区域幂律依赖，并归结为CRSS对析出相长度的线性关系，临界转变尺度为成对位错总核心宽度。
2025-07-14 cond-mat.mtrl-sci
The effect of manganese and silicon additions on the corrosion resistance of a polycrystalline nickel-based superalloy
镍高温合金的使用寿命通常受到环境退化的限制。本研究比较了多晶高温合金的三种变体在750 ℃下的氧化、硫化和热腐蚀：基线合金、含有1wt% Mn的变体和含有0.5wt% Si的变体。Mn降低了氧化速率而不改变氧化膜的形貌。形成的MnCr 2 O 4氧化皮被证明对硫化和热腐蚀具有更好的保护作用，但内部硫化物延长了损伤深度。Si改性的氧化物的形态连续的Cr2 O3-Al 2 O3双层。这提供了改进的保护，使硫化深度减少2/3，热腐蚀深度减少1/2。
2020-07-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Low cycle fatigue of a nickel based superalloy at high temperature: deformation microstructures
报道了一种单晶镍基高温合金（AM 1）在950 $^\circ$ C高温疲劳下的显微组织特征。对于重复疲劳（R $_\varepsilon$ =0），通过施加总应变幅$Δ\varepsilon^t$的循环次数N的范围，发现两种主要类型的行为取决于N和$Δ\varepsilon^t$。这允许构造微结构对循环次数N和$Δ\varepsilon^t$的映射。称为A的域呈现各向异性微观结构，这是由于在整个k通道中塑性的分区，或者由于所谓的N型（筏垂直于加载轴）的k%沉淀物的定向粗化。称为H的域显示均匀的变形微观结构。在重复疲劳中观察到的粗化占的基础上提出的模型在文献中的Véron。交替疲劳（R $_\varepsilon$ = -1）也会导致相同类型的粗化，即使循环次数非常少（N=113）。观察到的微观结构归因于内应力效应，并与可能的剪切沉淀物和不同的扩散过程。
2021-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Cyclic-loading microstructure-property relations from a mesoscale perspective: An example of single crystal Nickel-based superalloys
以往的循环应力-应变响应模型主要依赖于宏观方程，这些方程间接地考虑了微观组织的演化，或者干脆忽略了微观组织的信息。而现代材料科学则致力于定量描述材料的微观结构与载荷响应之间的关系。在目前的工作中，我们展示了一个有前途的介观尺度相场框架，它可以描述相/晶粒和缺陷微观结构的共同演变，揭示微观结构机制，同时预测变形性能作为微观结构相互作用的自然结果。相/晶粒和缺陷的微结构的能量泛函构造，其次是功能的变化，导致控制方程。将该框架应用于单晶镍基高温合金的高温循环加载，模拟结果表明，该框架能够较好地揭示循环加载-组织-性能的关系。在短期内（在一个循环中），位错来回移动，导致与实验中观察到的特征一致的循环回路。塑性应变比总应变小一个数量级，这就解释了为什么循环回路非常“薄”。从长远来看，所有$γγ'$微观结构表现出定向粗化类似于蠕变下的零循环加载比，筏化的程度轻微依赖于循环波形，周期等的塑性应变是敏感的循环加载条件下的曲线形状和幅度。
2018-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Aging behavior of Haynes 282 wrought nickel superalloy subjected to a cold pre-deformation by differential speed rolling
Haynes 282是一种γ ′强化的镍基高温合金，通过使用冷变形处理和包括两步时效的应变后热处理来定制其机械响应。本文首次研究了常规等速轧制ESR和差速轧制DSR方法施加的冷预变形对Haynes 282高温合金时效行为的影响。出于这个原因，固溶退火的合金经受50pct。通过ESR或DSR方法进行名义冷减薄，然后在1010 ℃下热处理2h和780 ℃下热处理8h。利用扫描电子显微镜、电子背散射衍射和透射电子显微镜等方法对各加工步骤的材料结构演变进行了表征。在非标准小型化试样上进行静态拉伸试验，检查相应的力学性能。结果发现，在冷轧过程中通过辊速差异引入剪切应变导致合金在变形状态下更有效的应变硬化和在变形后退火后的强烈晶粒细化。因此，与未变形和常规冷轧对应物相比，DSR提供了在两个时效步骤中获得的更高的室温机械强度。此外，注意到ESRed或DSRed和热处理合金的晶体取向的稳定性方面的显著差异。
2020-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Spinodal decomposition versus classical gamma-prime nucleation in a nickel-base superalloy powder: An in-situ neutron diffraction and atomic-scale analysis
当代粉末基多晶镍基高温合金继承了在很大程度上由加工过程中的热机械处理决定的微观结构和性能。在这里，单独的合金粉末的热暴露的影响进行了研究，以阐明使用原子探针断层扫描和原位中子衍射相结合的强化沉淀物的控制形成机制。初始粉末仅包含单相过饱和γ;由此，评估γ '体积分数和晶格失配的演变。最初的粉末显着具有元素偏析的Cr和Co和元素之间的排斥Ni，Al和Ti与Cr，这里提出了后续的γ-γ '相变的前体。亚固溶线热处理产生了一个单峰的伽玛素数分布，在加热过程中形成的，有证据支持其形成是通过调幅分解。超固溶线热处理导致在加热过程中形成相同的γ '群体，但随着温度的进一步升高而溶解。然后在冷却过程中，γ '再沉淀为多峰群体，这里通过经典的成核和生长形成。原子探针表征提供了有趣的沉淀特征，包括化学和微观结构的明显差异，这取决于γ '是在加热还是冷却过程中形成的。
2020-10-17 cond-mat.mtrl-sci
A continuum approach to combined $γ/γ'$ evolution and dislocation plasticity in Nickel-based superalloys
单晶镍基高温合金的蠕变是近几十年来研究的热点问题，而现在的模拟方法越来越能够对实验进行补充。在这些合金中，$γ/γ'$相微观结构与负载下的位错系统共同演化，并且理解相互作用对于理解所得蠕变性质是必不可少的。因此，预测建模需要能够建模和模拟相和缺陷微观结构的多物理场框架。要做到这一点，我们制定了一个耦合模型相场演化和连续位错动力学，充分占统计存储和几何必要的位错。模拟的$γ/γ'$相微观结构与四个$γ'$变体和共同发展的位错微观结构被发现是在良好的协议与实验观察。蠕变应变曲线作为微观结构演化方程的自然副产品而获得，而不需要额外的参数拟合。我们进行模拟的$γ/γ'$演化为不同的位错密度，并建立微观结构演化的驱动力，通过详细分析不同的贡献的弹性和化学能量密度的变化。连同模拟和实验蠕变曲线之间的比较，这项调查揭示了控制的机制，定向粗化（筏）的过程中，并表明，筏动力学显着依赖于位错微观结构的特性。除了在恒定载荷下进行筏运外，我们还研究了载荷条件变化的影响，并探索了通过沿不同的载荷路径进行预筏运来改善蠕变性能的可能性。
2017-02-08 cond-mat.mtrl-sci
A discrete dislocation dynamics study of precipitate bypass mechanisms in nickel-based superalloys
镍基超合金中的有序强化与位错绕过分布在$γ$基体中的$γ'$沉淀物所需的额外应力有关。已经确定了多种旁路机制，随着操作条件从低/中温和高应力状态向高温和低应力状态的变化，各种剪切和Orowan成环过程让位于爬升旁路。当反相边界（APB）剪切和Orowan循环机制操作时，旁路机制随着颗粒尺寸的增加和在宽的共存尺寸窗口内从剪切变为循环。另一种有间接实验证据支持的可能性是，第三种“混合”过渡机制可能起作用。本文利用离散位错动力学（DDD）模拟研究了镍基高温合金中的位错旁路机制。我们发展了一种新的方法来计算DDD模拟中的广义层错力。我们用这种方法来研究旁路的一个正方形的球形$γ'$沉淀物的$a/2\langle110\rangle\{111\}$刃位错的机制，作为沉淀物的体积分数和尺寸的函数。我们表明，混合机制是可能的，它作为一个过渡机制之间的剪切和循环制度在很大范围内的沉淀物的体积分数和半径。我们还考虑了一个$γ/γ'$晶格失配的旁路机制，我们近似根据Eshelby的夹杂理论计算的额外的沉淀应力的影响。我们发现，在剪切和混合循环剪切制度，晶格失配一般会导致旁路应力增加。对于足够高的晶格失配，旁路应力由沉淀物的出口侧上的拖尾位错的钉扎控制。
2021-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Predictive modeling of solidification during laser additive manufacturing of nickel superalloys: Recent developments, future directions
与传统制造工艺相比，增材制造（AM）工艺生产的零件具有更好的物理、化学和机械性能。在AM工艺中，复杂的零件几何形状是由多组分合金粉末以逐层的方式通过多道激光熔化、固化和固态相变在较短的制造时间内以最小的表面精加工以合理的成本生产的。然而，越来越需要通过例如应力消除热处理和热等静压对制造的部件进行后处理，以始终实现均匀的微观结构和性能。AM工艺中的凝固控制晶粒的尺寸、形状和分布、生长形态、元素偏析和沉淀、随后的固态相变以及最终的材料性质。这个过程中的关键问题与多物理场（如流体流动和热量和质量的扩散）和多尺度（长度，时间和温度范围）的挑战有关，这些挑战是由于AM加工过程中局部快速加热和冷却而产生的。通过多尺度建模和模拟，将越来越好地理解合金化学-工艺-微观组织-性能-性能在这一过程中的相互关系。
2017-12-12 cond-mat.mtrl-sci
The Yield Volume Fraction approach to the description of the stress-strain curve of a nickel-base superalloy
大多数金属合金的应力-应变曲线通常使用相对简单的Ramberg-Osgood关系来描述。虽然该描述以合理的总体准确度捕获了单调拉伸载荷下的总体应力-应变曲线，但它通常在屈服后区域出现显着误差，该区域弹性应变和塑性应变之间的相互作用特别显着。本研究提出并发展了一种基于屈服体积分数（YVF）函数描述拉伸应力-应变曲线的新方法。YVF描述提供了一个很好的匹配实验应力-应变曲线的基础上，对应于在单调变形过程中屈服的多晶的累积体积分数的物理意义的参数。的多晶产量现象的统计性质是突出的事实，即YVF模型达到良好的协议与观察时，对数正态分布和极值分布表示的累积密度函数的总产量体积分数，和增量产量体积分数的概率密度函数，分别。该方法与晶体塑性有限元（CPFE）模拟和Ramberg-Osgood模型，以及实验观察。结果突出的潜力，更广泛地使用统计方法的描述材料变形响应的改进设计。
2022-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Microstructural evolution of a low-alloy steel / nickel superalloy dissimilar metal weld during post-weld heat treatment
研究了窄间隙钨极电弧焊（NG-GTAW）异种金属焊缝（DMW）焊后热处理（PWHT）后的组织演变。本文所研究的是一种低合金钢管与不锈钢蒸汽发生器之间的接头，该接头采用镍基合金作为填充材料。本工作的重点是低合金钢（2.25Cr-1 Mo）和镍合金（合金82）之间的熔合边界。两种合金之间的基体相和化学组成的差异导致碳的化学势的大差异，碳在PWHT温度下是可移动的。许多先进的表征技术被用来评估成分的梯度，硬度和微观结构的熔合线，焊接和PWHT后。这种完整的分析允许突出和理解的主要微观结构的变化发生在PWHT。
2019-11-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Design of a nickel-base superalloy using a neural network
Rolls-Royce plc（罗尔斯·罗伊斯公司）；Rolls-Royce UTC（罗尔斯·罗伊斯大学技术中心）；Cavendish Laboratory（卡文迪许实验室）
一种新的计算工具已经开发出来，用于建模，发现和优化同时满足多达11个物理标准的新合金。从预先存在的材料数据中训练人工神经网络，其能够预测作为组成和热处理程序的函数的单个材料特性，这允许其优化材料特性以搜索具有最可能超过目标标准的特性的材料。我们设计了一种新的多晶镍基高温合金，其具有成本、密度、γ '相含量和固溶线、相稳定性、疲劳寿命、屈服应力、极限拉伸强度、应力持久、抗氧化性和拉伸伸长率的最佳组合。实验数据表明，所提出的合金满足计算预测，具有多种物理性能，特别是抗氧化性和屈服应力，超过现有的市售合金。
2018-03-08 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.comp-ph
Effect of alloying on the microstructure, phase stability, hardness and partitioning behavior of a new dual-superlattice nickel-based superalloy
最近报道了一种新型的y-y ′-y”双超晶格高温合金，该合金具有良好的高温力学性能。目前的工作采用最先进的化学和空间表征技术来研究系统添加的Mo，W和Fe和Nb和Al含量的变化对相分数，热稳定性，元素分配和机械性能的影响。合金是通过电弧熔炼，然后进行热处理而制成的。采用多尺度表征技术和硬度测试对复合材料的微观结构、热稳定性和力学性能进行了表征。然后通过热力学模型解释了这些性质或元素分配行为的变化。适度增加1.8 at.% Mo对微观结构和热稳定性有很强的影响：它使热处理期间的微观结构粗化最小化，同时不显著降低γ '固溶线温度。Nb减少0.6原子%，强烈地降低了y”体积分数，而不影响y“体积分数。减少的沉淀分数导致合金硬度的显著降低。添加Fe以实现更好的可加工性和降低材料成本，降低了γ ′固溶线温度，并在热处理期间引起快速的显微组织粗化，而不影响合金硬度。Al减少0.4原子%，降低了y'体积分数和y'固溶线温度，也不影响合金硬度。添加0.9at.% W降低了γ ′固溶线温度，但增加了两种沉淀物的体积分数。这些数据对于优化当前的合金设计和为未来的合金设计工作提供信息将是非常宝贵的。
2022-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Atomic Scale Structure and Chemical Composition across Order-Disorder Interfaces"
长期以来，界面一直被认为是许多机械和电气性能的关键。镍基高温合金具有优良的蠕变和疲劳性能，广泛应用于涡轮叶片材料，其高温强化能力取决于界面。Srinivasan等人利用高分辨扫描透射电子显微镜（HRSTEM）和三维原子探针（3DAP）层析成像技术，提出了镍基高温合金中γ/γ'界面存在两种不同的界面宽度，一种对应于有序-无序转变，另一种对应于成分转变。我们在这篇评论中对这一结论进行了论证。
2011-02-17 cond-mat.mtrl-sci
On the coarsening mechanism and deformation of borides under annealing and creep in a polycrystalline superalloy
研究了多晶镍基高温合金中晶间富Cr的M_2B硼化物在850 ℃蠕变和退火约3000小时后的粗化机制。发现硼化物在蠕变后更粗糙，与在没有外部施加载荷的情况下退火的硼化物（400- 600 nm）相比，测量的厚度在800- 1100 nm的范围内。在850 ℃下暴露之前，硼化物具有100- 200 nm的厚度。透射电子显微镜显示，粗化的硼化物具有四相I4/MCM结构，或正交Fddd，这两种结构共存于一个单一的颗粒。在粗化硼化物内系统地观察到非常高密度的平面断层的存在。故障与B和Cr的化学波动，原子探针断层扫描显示。我们的研究结果使我们能够表明，硼化物粗糙的外延机制。此外，观察到镍和钴的分配在位错内的硼化物蠕变后提供洞察硼化物的变形。讨论了晶界硼化物粗化对多晶高温合金蠕变性能的影响。
2020-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Predicting the morphologies of γ' precipitates in cobalt-based superalloys
具有γ/γ'微观结构的钴基合金具有成为下一代高温合金的潜力，但必须优化合金成分和加工步骤以改善粗化、蠕变和筏化行为。虽然这些行为与镍基高温合金不同，但可以通过了解影响微观结构演变的热力学因素来加速合金的开发。本文利用第一性原理密度泛函理论和实验数据建立了Co-Al-W γ'相平衡形状的相场模型。进行三维模拟的单个和多个沉淀物，以了解弹性和界面能对粗化和筏状微观结构的影响;弹性能取决于弹性刚度，失配应变，沉淀物尺寸，施加的应力，和沉淀物的空间分布。我们观察到依赖于所施加的应力的类型的特征微观结构，其具有在实验中看到的相同的γ'形态和取向，这表明来自共格γ/γ'界面的弹性应力对于蠕变期间的形态演变是重要的。结果还表明，γ'沉淀物之间的窄γ通道是积极有利的，并提供了一个解释实验观察到的定向粗化发生没有任何施加应力。
2017-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Exploring the Impact of Configurational Entropy on the Design and Development of CoNi-Based Superalloys for Sustainable Applications
本文研究高Cr CoNi基高温合金中构型熵与γ'固溶温度的关系，通过热力学设计、真空铸造、热处理及多尺度表征，证明添加γ'稳定元素可提升高温性能并支撑可持续制造。
2023-07-15 cond-mat.mtrl-sci
The creep deformation of a new nickel-base alloy-by-design studied using synchrotron X-ray diffraction
了解不同应力和温度下的蠕变机制和变形响应对于使用镍基高温合金进行高温应用设计至关重要。本文采用SEM、STEM、EBSD和同步辐射X射线衍射等方法对一种新设计的高温合金（Alloy 11）在不同应力和温度下的蠕变行为进行了系统的研究。通过考虑参考试样和蠕变试样的晶格参数和错配度、相体积分数、微观应变等性能，分析了材料性能和力学响应。观察到的蠕变样品的解孪晶和动态再结晶。变形材料的STEM表征表明，在蠕变样品中可以识别多种变形机制和缺陷，即在γ矩阵通道和γ '沉淀物中的位错，以及连续和孤立的堆垛层错。在狗骨形蠕变样品的中心观察到最高值的晶格失配，微观应变和晶格参数的变化。这与蠕变试验过程中的驼峰形温度分布曲线有关。在晶格参数，失配和微观应变方面检测到的显着的空间变化支持的结论是，重要的是进行空间分辨测量，而不是考虑每个样品作为一个单一的测量点时，调查蠕变响应。还值得注意的是，伽马和伽马素数相位的晶格参数分布的统计服从高斯分布。最后，讨论了这些发现的意义和对未来研究的启示。
2022-11-01 cond-mat.mtrl-sci
On the influence of alloy composition on the additive manufacturability of Ni-based superalloys
研究了镍基高温合金在激光粉末床增材制造过程中对加工诱导裂纹形成的敏感性。十二种不同的合金-一些现有的（遗产）类型，但也有其他新设计的-被认为是。一个强大的相互依赖的合金成分和加工性能的证明。体视学程序的开发，使两个主要的缺陷类型-凝固裂纹和固态延性浸渍裂纹-被区分和量化。差示扫描量热法，蠕变应力松弛试验在1000 $^\circ$ C和拉伸延展性在800 $^\circ$ C的测量被用来解释合金成分的影响。固态开裂的模型，提出了一种基于无法放松的热应力所产生的约束差热收缩，其发展是由实验测量使用约束棒冷却试验的支持。修正的凝固开裂准则提出了基于凝固范围，但也包括从应力松弛效应的贡献。这项工作为这些材料的增材制造性的组成的作用提供了基本的见解。
2021-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Ultra high-temperature deformation in a single crystal superalloy: Meso-scale process simulation and micro-mechanisms
一个单晶镍基高温合金进行工业相关的过程模拟的介观尺度研究揭示了微观结构的发展和微观力学行为之间的复杂的相互作用。由于样品计量体积小于它们所产生的母体材料的高度核心结构的长度尺度，它们的细微组成差异引起不同的加工硬化速率，受到不同的二次枝晶臂间距、γ相固溶线温度和拓扑反转的γ/γ相微观结构的影响。的γ-总理沉淀物具有一个特征的“X”形态，从热有利的枝晶生长和N-型漂流，表明蠕变型机制是普遍的同时积极的溶质传输机制。高分辨率电子背散射衍射（HR-EBSD）表征揭示了变形图案，以下的伽马/伽马-素数的微观结构，具有高的几何必要的位错密度场本地化的伽马/伽马-素数接口;奥罗万循环显然是介导的可塑性的机制。残余弹性应力的检查表明，“X”γ '沉淀物形态显著增强了变形不均匀性，导致γ通道内的应力状态有利于滑移，并促进γ'沉淀物突起的进一步生长。这种局部塑性和残余应力的组合被认为是在随后的铸造后均匀化热处理中形成再结晶缺陷的关键。
2020-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Effect of particle size and inter-particle spacing on dislocation behaviour of Nickel based super alloys
镍基高温合金在负载重且经常在高温下发生的情况下一直是大量使用的主题。在金属晶格中发挥作用的强化机制已经被广泛地研究为微观力学MMC模型。这些连续体公式受到若干限制。原子尺度的基本机制尚未得到很好的理解。该报告试图模拟运动位错与立方析出相的相互作用，并解释强化效应。研究了颗粒尺寸和颗粒间距对强度的影响。一些物理意义的结果也被解释和显示。
2017-07-14 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Development of local plasticity around voids during tensile deformation
空隙会限制工程部件的寿命。这促使我们了解镍基高温合金结合实验和模拟孔隙周围的局部塑性。利用原位高角分辨率电子背散射衍射技术对单晶样品进行拉伸变形，以探测负载下的非均匀局部应力场;参考应力由晶体塑性有限元模拟提供。该信息用于了解空隙周围塑性形变的激活。我们的调查表明，虽然解决的剪切应力将表明多个滑移系统上的滑移活动，滑移减少到特定的系统，由于图像力和森林硬化。这项研究合理化了观察到的空隙周围的塑性形变的发展，有助于我们理解部件失效和工程设计。
2021-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric Effects in Ferromagnetic/Piezoelectric Multilayer Composites
本文报道了在铁氧体-锆钛酸铅（PZT）和镧钛酸铅-PZT厚膜双层和多层中观察到的强磁电效应。在我们的研究中使用的铁氧体包括纯的和锌取代的钴，镍和锂铁氧体。通过烧结通过流延获得的10-40 mm厚的膜来制备样品。在10-1000 Hz的ME电压系数的测量表明，一个巨大的ME效应在镍铁氧体-PZT，但在其他铁氧体-PZT和锰氧化物-PZT系统的耦合相对较弱。热压制备的多层膜比烧结样品具有更高的ME系数。有证据表明，当Zn取代铁氧体时，ME系数增强。Zn辅助的增加归因于低各向异性和高磁导率，导致复合材料中有利的磁-机械耦合。我们分析了我们最近的综合理论，考虑到实际的界面条件，通过引入一个接口耦合参数的数据。理论纵向和横向ME电压系数为非夹紧和夹紧样品一般与数据一致。从分析中，我们推断出良好的界面耦合的镍锌铁氧体PZT和弱耦合的其他层状系统。
2004-01-30 cond-mat.mtrl-sci
The effects of high-temperature ion-irradiation on early-stage grain boundaries serrations formation in Ni-based alloys
本研究通过离子辐照实验发现，镍基合金在辐照下发生硬化，且Hastelloy X效应更显著，结构差异影响辐射过程，多余能量降低高温相形核温度，促进晶界锯齿形成。
2025-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Microstructure-dependent local strain behavior in polycrystals through in situ scanning electron microscope tensile experiments
利用激光烧蚀多晶金属（镍基高温合金Rene 88 DT）表面铂纳米颗粒的数字图像相关技术，获得了室温下原位扫描电子显微镜拉伸实验的局部应变行为。通过将此信息与EBSD的晶体学取向融合，随后的分析表明，平均最大剪切应变倾向于随着施密德因子的增加而增加。此外，最大剪切应变的极端值范围也在靠近晶界处增加，这意味着在多晶Rene 88 DT中，在刚刚超过屈服的应变下，晶界和三重结会积累塑性。原位实验阐明这种类型的微观结构-性能关系对于理解高温下多晶金属中的损伤成核可能是重要的。
2009-05-27 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Mo-Si-B alloys for ultra-high temperature space and ground applications: liquid assisted fabrication under various temperature and time conditions
硼掺杂的硅化钼已经被认为是空间和地面超高温应用的有吸引力的候选者，远远超出了最先进的镍基高温合金的限制。在这项工作中，我们正在探索一种新的方法来制造Mo-Si-B合金（作为涂层或小块体部件），通过利用无压反应熔体渗透方法。这种方法的基本假设是通过Si-B熔体与钼的直接相互作用合成二元和/或三元和复杂的金属间相（硅化物、硼化物、硼硅化物）。本工作的主要目的，是研究Si-B熔体相互作用的温度和时间对所形成的反应产物的结构和形貌的影响。为此目的，在1385-1550°C之间变化的温度和10至30分钟之间的保持时间下，对共晶Si-3.2B（重量%）合金/Mo对进行座滴实验。固化的固着滴夫妇进行了微观结构表征，通过光学显微镜和扫描电子显微镜分析在“顶视图”和横截面接口。通过TEM/SAED和XRD技术鉴定了相互作用区内形成的相。结果表明，随着Si-B熔体与Mo基体相互作用温度的升高和时间的延长，主产物层（MoSi_2 + Mo_5Si_3）和富硼中间层的厚度均增加。
2022-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Direct current thermo-mechanical testing: Principles, uncertainty hierarchy, and its role in advanced materials characterisation
National Physical Laboratory（英国国家物理实验室）；Purdue University（普渡大学）；Iowa State University（爱荷华州立大学）；Federal University of Technology（联邦科技大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）
本综述针对DC-TMT缺乏标准化及被误作体等温测试的问题，整合相关研究分类不确定度源，评估其在多类材料中的应用，提出需透明报告等以支撑机制解读。
2026-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Combining Synchrotron X-ray Diffraction, Mechanistic Modeling, and Machine Learning for In Situ Subsurface Temperature Quantification during Laser Melting
针对激光熔化过程中地下温度直接探测手段有限的问题，本研究结合机理建模与X射线衍射模拟训练高斯过程回归代理模型，从原位同步辐射X射线衍射数据提取带不确定度的温度分布指标，实现了增材制造等过程的地下温度定量表征。
2023-05-01 cond-mat.mtrl-sci
A dual-scale stochastic analysis framework for creep failure considering microstructural randomness
本研究提出一种双尺度随机分析框架，结合晶体塑性有限元与蒙特卡洛方法，揭示晶界特征对高温蠕变失效的影响，实现了蠕变裂纹随机萌生与扩展的全场多尺度计算。
2025-04-01 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
