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(資料圖)

近日，西安交通大學(xué)韓衛(wèi)忠課題組通過對(duì)體心立方金屬位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)速度的定量研究，提出了螺/刃位錯(cuò)相對(duì)速度決定金屬材料韌脆轉(zhuǎn)變的模型，相關(guān)研究發(fā)表在JMST。

論文發(fā)表頁面。（課題組供圖）

該模型表明螺/刃位錯(cuò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度控制了材料中位錯(cuò)增殖的過程，在窄溫度區(qū)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了塑性應(yīng)變的突然增加，使得材料由脆性變?yōu)轫g性。此外，該模型還涵蓋了晶粒尺寸、初始位錯(cuò)密度和位錯(cuò)源數(shù)量對(duì)韌脆轉(zhuǎn)變行為的影響。

難熔體心立方金屬因其優(yōu)異的性能而被廣泛的用于航空航天、武器工業(yè)及核工業(yè)中，但是隨著溫度的降低，材料由韌性轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈缘男袨闃O大地限制了其加工和應(yīng)用。位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)還是位錯(cuò)形核控制韌脆轉(zhuǎn)變一直備受爭議。

課題組在前期工作中，提出了螺/刃位錯(cuò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度控制金屬材料韌脆轉(zhuǎn)變的物理模型。但是，該物理模型的定量研究依然匱乏。因此，本文基于對(duì)螺/刃位錯(cuò)在不同溫度下運(yùn)動(dòng)速度的研究，提出了控制體心立方金屬韌脆轉(zhuǎn)變的定量模型。

文章依據(jù)螺/刃位錯(cuò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度決定位錯(cuò)源效率的理論，提出了一種預(yù)測體心立方金屬韌脆轉(zhuǎn)變行為的定量模型。新模型揭示了螺/刃位錯(cuò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度隨溫度變化時(shí)對(duì)位錯(cuò)增殖及塑性應(yīng)變的貢獻(xiàn)。此外，新模型還涵蓋了晶粒尺寸、初始位錯(cuò)密度及位錯(cuò)源數(shù)量對(duì)韌脆轉(zhuǎn)變行為的影響，為體心立方金屬的強(qiáng)韌化設(shè)計(jì)提供了有用的指導(dǎo)。

論文第一作者為張雨衡，通訊作者為韓衛(wèi)忠。通訊單位為西安交通大學(xué)金屬材料強(qiáng)度國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。（來源：中國科學(xué)報(bào) 嚴(yán)濤）

相關(guān)論文信息：https://www.jmst.org/EN/Y2023/V141/I0/193