低应力振幅下非线性滞弹性内耗峰(P′1峰)的数值分析

通过差分方法，对在位错弯结气团模型的基础上推导出来的溶质原子在位错芯区内的纵向扩散方程，进行了数值求解，由此计算出了与Ｐ′１峰相应的内耗和横量亏损随温度和振幅的变化曲线．数值计算得到的内耗曲线与以前的实验曲线，无论在外观形态上，还是在移动规律上，都完全一样．这样就从定量上解释了Ｐ′１峰     

低应力振幅下非线性滞弹性内耗峰(P′1峰)的数值分析

通过差分方法，对在位错弯结气团模型的基础上推导出来的溶质原子在位错芯区内的纵向扩散方程，进行了数值求解，由此计算出了与P′₁峰相应的内耗和横量亏损随温度和振幅的变化曲线．数值计算得到的内耗曲线与以前的实验曲线，无论在外观形态上，还是在移动规律上，都完全一样．这样就从定量上解释了P′₁峰 关键词：     

铝-0.5%铜合金中反常振幅效应内耗峰的进一步实验和位错弯结气团模型

用低频扭摆进一步研究了在Al-0.5％Cu合金中观察到反常位错内耗峯的条件。结果指出,对于完全退火的试样来说,需要有适当的冷加工量,但是对于高温淬火试样则不需要冷加工。用位错气团模型定性地解释了过去所观测到的表现反常振幅效应的时效内耗峯和温度内耗峯;同时指出,简单的气团模型在作定量的解释时,遇到了下述的困难:(i)在测量内耗所用的交变应力的作用下,位错线所能够拖着气团移动的距离太短。(ii)为了气团能够被位错拖着移动,组成气团的溶质原子必须具有比通常大很多个数量级的扩散系数。(iii)根据气团模型,从理论上计算出来的使位错拖着气团以临界速度而移动时,所需的临界应力比观测值大几百倍。提出了溶质原子沿着位错弯结而扩散的气团模型,这个改进模型能够初步解决上述困难,并能定性地解释所观测的结果。这个模型所依据的基本假设是,要观测到反常内耗现象,位错线上必须具有一定数目的弯结。要得到这种弯结,可以对于退火试样进行适量的冷加工,或者把试样从高温淬火。带着弯结的位错线能够通过弯结的沿边运动而实现垂直于位错线方向的移动。可以假定,气团只在弯结两端的直位错段处形成,在弯结本身上并不形成气团。在弯结的沿边振动的过程中,聚集在弯结两端的溶质原子可以沿着位错管道进行来回的短程扩散。已知沿着位错管道的扩散具有比在正常晶体点阵中扩散时大得多的扩散系数。     

振动弯结与点缺陷交互作用时间平均场的对称破缺及自组织现象

计算了各向同性弹性介质中螺型位错上几何弯结与替代溶质原子弹性交互力场和刚度场。计算了简谐振动弯结的弹性交互作用的按时间平均场沿螺型位错芯管道的分布。当振幅大于近似为弯结宽度的临界振幅后,平均交互作场发生对称破缺、由单峰变成双峰,弯结中心由溶质原子的低能稳定位置变成不稳定位置。分析了替代溶质原子沿螺型位错管道扩散自组织形成双峰气团并使弯结振动由简谐型过渡到多谐振动的参数范围。 关键词：     

振动弯结与可动点缺陷的交互作用所引起的反常内耗的计算机模拟

对于溶质原子在弯结的膨胀场中的位能做了简化假定以后,用数值方法求解了溶质原子沿着一个弯结的位错管道扩散所遵守的一维普遍扩散方程,计算了溶质原子的瞬时浓度分布,振动弯结的能量耗损、平均阻尼系数和平均刚度的瞬时值。从过去和现在所得的数值计算结果归纳出有关弯结平均阻尼系数和平均刚度的简化近似公式,对反常内耗现象作了半定量解释。 关键词：     

铝一镁合金中的反常位错内耗峰

Al-0.03at％ Mg合金在倒扭摆上-65℃在原位进行拉伸,形变量为0.5％,然后在升温过程中测量内耗,于-30℃及60℃附近观测到内耗峰,随后从80℃的降温过程中仍在相同温度观测到内耗峰。研究了不同温度下的内耗-振幅曲线,在降温过程中出现内耗峰的温度范围内观测到了振幅内耗峰,并由此计算得到等效激活能分别为0.32及0.22eV。初步认为,当低温冷加产生的位错弯结在外力作用下作沿边往复运动时,“镁原子-空位”对和镁原子被拖曳运动是分别引起-30℃峰和60℃峰的可能的原因。 关键词：     

几何弯结与点缺陷的弹性交互作用位场

求得了各向同性弹性介质中直位错段的膨胀场的向量表示式。由此求出分段折线和光滑曲线组成的几何弯结与替代式溶质原子的弹性交互作用位场,并用数值计算了fcc晶体中各类位错上不同宽度的几何弯结的交互作用位沿位错管道的分布。分析了螺型位错和混合型位错上几何弯结与空位交互作用引起两种内耗的可能性。 关键词：     

间隙原子非线性应力感生扩散的简化弹性偶极子模型

为了阐明体心立方晶体中外应力、位错应力和八面体间隙原子相互作用的本质,从理论上解释S-K弛豫和位错对Snoek弛豫的影响,提出一个简化的含有可动位错的一维弹性偶极子格点模型,讨论位错应力场中间隙原子的非线性应力感生扩散,为进一步对实际晶体的从头数值计算奠定基础。对一维模型的计算机模拟计算,表明位错应力场使得间隙原子形成具有非线性扩散特征的缺陷Fermi-Dirac分布,并增强了Snoek效应,在Snoek峰高温侧出现一个非线性扩散Snoek型内耗峰。 关键词：     

铁磷合金中的Snoek-K-Kster峰

用真空葛氏摆,研究了Fe-C+N-P合金系冷加工试样内耗。发现置换式固溶元素磷,强烈减低铁的S-K-K内耗(Q~(-1))、降低内耗峰温度(T_p)和明显减小其弛豫激活能(H)。在铁中磷的固溶限度以下,内耗峰高度(Q_h~(-1))随合金中磷浓度的三分之二次方(即位错线上磷浓度平方)C_p~(2/3)增加而线性减低。实验结果符合Schoeck理论。本文还讨论了内耗机制,认为它是非螺(包括刃)位错段拖曳Cottrell气团间隙溶质原子移动产生的。位错段运动以弯曲的方式进行。     

铁磷合金中的Snoek-Kê-K?ster峰

用真空葛氏摆,研究了Fe-C+N-P合金系冷加工试样内耗。发现置换式固溶元素磷,强烈减低铁的S-K-K内耗(Q^-1)、降低内耗峰温度(T_p)和明显减小其弛豫激活能(H)。在铁中磷的固溶限度以下,内耗峰高度(Q_h^-1)随合金中磷浓度的三分之二次方(即位错线上磷浓度平方)C_p^2/3增加而线性减低。实验结果符合Schoeck理论。本文还讨论了内耗机制,认为它是非螺(包括刃)位错段拖曳Cottrell气团间隙溶质原子移动产生的。位错段运动以弯曲的方式进行。 关键词：     

Al-0.5%Cu合金中表现反常振幅效应的低频位错内耗

用低频扭摆的方法,系统地研究了能够较有把握地观测到在Al-0.5％Cu合金中所出现的反常位错内耗的实验程序。结果指出,把试样在拉力试验机上预先拉伸到某一适当的形变量后,立即测量它在某一适当温度下时效的过程中的内耗,可以在内耗-时效时间曲线上观察到一个表现反常振幅效应(即内耗-振幅曲线上出现一个峯值)的时效内耗峯。用经过充分时效而内耗已经达到稳定值的试样,逐渐增加振幅,测量内耗,也可以观察到一个应变振幅内耗峯(当内耗表示为应变振幅的函数时)。此外,用一定的应变振幅在较高温度下,测量经过充分时效的试样的内耗时,也可以观察到一个表现反常振幅效应的温度内耗峯(当内耗表示为温度的函数时)。这些实验结果肯定地指出,在一定测量温度下的振幅内耗峯和表现反常振幅效应的温度内耗峯是存在的。为了找出以前在Al-0.5％Cu中所观察到的反常内耗现象重复性不好的原因,系统地研究了测量内耗所用的应变振幅对于出现振幅内耗峯的影响以及预形变量对于出现时效内耗峯和温度内耗峯的影响。对于出现反常内耗现象的实验条件进行了分析。所观察到的关于反常内耗现象的实验结果,都可用位错拖着溶质原子气团运动的模型来作定性的解释。具体的模型和理论分析将另行报导。     

铝-0.1%镁合金中表现反常振幅效应的低频位错内耗峰

用低频扭摆测量了经过轻度冷加工的Al-0.l％Mg合金在室温时效过程中的内耗变化,观察到表现反常振幅效应的时效内耗峯。用经过充分时效而内耗已达到稳定值的试样进行升温和降温内耗测量,也在30—55℃的温度范围内观察到表现反常振幅效应的温度内耗峯。这些现象在高纯铝试样和经过完全退火的Al-0.l％Mg合金试样中都不出现。在Al-0.l％Mg合金中也能观察到以前在Al-0.5％Cu合金中所观察到的反常内耗现象,这就排斥了任何用在点阵中所发生的一般脱溶沉淀过程来解释这种反常内耗现象的可能性,困为在含0.1％Mg的铝合金中,在实验测量所涉及的温度范围内,是不能够在点阵中发生一般的脱溶沉淀过程的。为了解释铝镁合金中所呈现的反常内耗现象的特点,可以假设在铝镁合金中能够形成两种位错气团:一种是“镁原子-空位”对与位错所组成的气团,这种气团能够在应变时效过程中形成;另一种气团是镁原子与位错所组成的气团,当经过范性形变的试样的温度升高到100℃左右时,镁原子与空位脱离,在退火过程中就单独与位错形成气团。前一种气团对于位错的钉札较第二种为强,因而它的振幅内耗峯出现在较高的振幅值。     

铁锰合金在正、反马氏体型相变温度范围内出现的位错内耗峰

用扭摆法测量了含锰18.5％的铁锰合金的内耗,在正和反马氏体型相变温度范围内都观察到一个稳定的内耗峯。在降温时,正马氏体型相变区域内的内耗峯出现在100℃左右;在重新加热时,反马氏体型相变区域内的内耗峯出现在200℃左右。对于这两个变为稳定以后的内耗峯进行了系统的研究,它们的共同特征是:1.内耗峯的位置与测量内耗所用的振动频率无关;2.稳定内耗峯的高度,随着测量内耗所用的应变振幅的增大而显著地升高;3.随着对于试样的加热和冷却循环次数的增加,内耗峯的位置离相变开始点的温度越远,而且内耗峯的高度也下降。从以上的特点可以看出,内耗峯的位置与频率无关表示产生内耗的基本过程不是受热激活所控制的。此外,内耗与振幅有关这一现象进一步指出,产生内耗的机构不是一种滞弹性效应。电子衍衬金相观测已经指出,作为扩展位错的组成部分的堆垜层错可以作为马氏体型相变的核,因此,这种内耗现象可能是由于扩展位错的应力感生加宽和收缩所引起的。这种模型可以统一地解释在铁锰合金中所观察到的各种内耗现象。     

鋼中含氫所引起的内耗峯

钢的内部发裂已经公认为与钢中的氢气有关。现有的理论认为这是由于氢气聚集于钢中的内部缺陷产生破裂压力所引起,然而关于缺陷的性质和引起内部发裂的详细机构迄今还没有明确的了解。本文尝试用内耗测量的方法来研究这个问题。初步实验的结果指出:(1)氢在钢中可以引起内耗峰(将内耗表示为测量温度的函数时);(2)轻微冷加工或保温对于内耗峰的颠值温度有着显著的影响,这表示所得的内耗峰与钢中的缺陷和应力状态有关系;(3)所得的内耗峰表现有反常的振幅效应,即在一定的观测温度时,如将内耗表示为外加应力的函数,则也得到一个内耗峰。这与本文作者之一以前在铝铜合金中所观测到的反常内耗峰的性质和表现相同,因而所得的内耗峰可能是由于氢与钢中的原子脱节的交互作用所引起来的。     

用声频方法观测到的Al-0.5wt%Cu合金中的反常内耗现象

Al-0.5wt％Cu合金在弯曲型强迫振动条件下,在声频(10²赫)范围内,在0℃及90℃附近分别观测到温度内耗峰,同时观测到振幅内耗峰。可以认为;它属于既有温度峰也有振幅峰的反常内耗现象,其可能的机制是位错拖曳点缺陷运动。 关键词：     

高碳和低碳马氏体回火分解产物的共格性所引起的内耗峯

已往的研究结果指出,高碳和低碳马氏体在回火分解过程中分别在130℃和150℃出现一个内耗峯。本文根据内耗峯的出现和消逝的条件,较有系统地研究了高碳和低碳马氏体的回火分解和分解产物的形成和破坏,从而指出了这内耗峯确与分解产物与母体的共格性有密切联系。研究结果指出,无论在高碳或低碳马氏体的情形,这个内耗峯(内耗表示为温度的函数)的位置并不随测量频率的改变而改变,内耗峯的高度随着测量内耗时的应变振幅的增大而升高。这说明内耗峯并不是由于一种弛豫过程所引起的,这可能是所有的共格性内耗峯的一个特点。根据这一特点,认为内耗峯可能是由于共格界面在应力感生下的移动所引起来的。对于产生内耗峯的机构提出了初步看法。