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。     

位错芯区扩散引起的非线性滞弹性内耗峰

若干年来,我们对于出现在Al-Cu和Al-Mg系中的表现正常和反常振幅效应的坐落在室温附近的内耗峰进行了系统研究,测得的激活能接近于溶质原子在位错管道中扩散的激活能，从而认为内耗峰的基本过程是溶质原子在隹错芯内的扩散，并且提出了根据位错弯结模型的物理图像。在70年代，Windler-Gniewek等根据弦模型对于位错芯内的扩散进行了理论计算，推导出描述内耗行为的数学表达式与我们的实验结果有许多相似之处。本文对于弦模型和弯结模型进行了对比，分析了位错芯内的纵向扩散和横向扩散所引起的内耗的非线性表现以及内耗峰温和峰高随着应变振幅和测量温度而变化的情况，进一步了我们发现的室温非线性内耗峰（非线性滞弹性内耗）是由于溶质原子在位错芯内扩散所引起的。 关键词：     

单晶和多晶纯铝蠕变过程中的内耗

研究了单晶和多晶纯铝蠕变过程中的低频内耗. 在单晶纯铝中观察到: 内耗在蠕变初期单调下降, 在蠕变第一阶段后期出现了一个显著的时间内耗峰, 在蠕变第二阶段内耗趋于稳定值. 多晶纯铝在类似实验条件下则不出现时间内耗峰. 文中分析了出现时间内耗峰的条件和原因, 认为它是由于蠕变第一阶段中运动位错的阻尼系数逐渐增大所引起的. 文中还从蠕变过程中位错运动的微观机制出发, 推导出了蠕变过程中内耗的表达式, 满意地解释了实验结果. 关键词：     

钼在千周范围内的位错内耗

用Marx方法(频率为86kc/s及102kc/s)测量了区熔提纯钼单晶及工业纯钼多晶的内耗振幅依赖关系。钼单晶在2000℃氢气炉中退火后可测得Granato-Lücke型的内耗-振幅曲线。微量冷加工后内耗增大,并使内耗振幅曲线上出现转折平台(或称极大值),与铝在低温低振幅下测得的结果相似。根据位错蚀坑的观察结果,初步认为此转折平台的出现是与冷加工在晶体中产生的未被钉扎的新位错有关,并求得转折平台处内耗的增值与新位错密度成正比的关系。此外还做了温度和时效(200—300℃)对内耗振幅曲线的影响,随着温度的降低和时效时间的增长,内耗明显下降。以上的结果我们用推广的GL理论进行了讨论。测量了冷加工对工业纯钼多晶的内耗振幅曲线的影响,基本符合GL理论。     

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。     

泡沫铝的低频内耗特征研究

采用粉末冶金发泡法制备的泡沫铝试样，研究了室温下低频范围（0.04—4Hz）泡沫铝的内耗与孔结构（孔隙率和孔径）、频率、振幅之间的关系．结果表明泡沫铝的内耗具有以下特征：孔径一定时，内耗随孔隙率的增加而增大；孔隙率一定时，内耗随孔径的减小而增大；在测量频率范围内，内耗与频率近似无关；小应变振幅时内耗随振幅的增大而增大，具有正常振幅效应．提出了泡沫铝的内耗产生机制，根据等效夹杂方法和钉扎位错内耗特点进行了理论分析，较理想地解释了实验结果 关键词：     

镍碳固溶体在范性形变过程中的位错内耗

在小型拉力试验机上测量了含有不同碳量的镍在范性形变过程中的低频内耗,观察到当含碳量在某一适当范围以内时,内耗-应变曲线上出现了一系列的峯值。研究了不同热处理条件、预先冷加工以及测量温度对于这种内耗现象的影响。初步认为这一系列峯值是由于位错气团在形变过程中的更迭形成和解脱所引起的。     

铝铜合金在范性形变过程中的低频内耗

在小型拉力试验机上测量了几种铝铜和铝镁合金试样在拉伸形变过程中的低频内耗,观测到在内耗-应变曲线上出现一系列的跳跃现象。研究了测量温度和一些冶金因素对于这种跳跃现象的影响。实验结果指出,出现这种现象的温度范围与铝铜合金中出现台阶状或锯齿状应力-应变曲线的温度范围相对应。这表明,这种现象与在范性形变过程中所进行的应变时效过程有关,是由于位错气团在形变过程中的更迭形成和解脱所引起。 关键词：     

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。     

Relaxation and hysteresis internal friction in ultra-fine-grained copper at temperatures of up to 400°C

The temperature- and amplitude-dependent internal friction and elastic moduli of copper samples (99.95% Cu) subjected to deformation by equal channel angular pressing with a pass number of 1, 4, and 8 along the Bc route in the hertz range of loading frequencies at room temperature and temperatures of up to 400°C are investigated. The effect of deformation and subsequent recrystallization on the parameters of thermally activated internal friction peaks due to grain-boundary relaxation and the recrystallization of intensively deformed copper, and on amplitude-dependent internal friction due to dislocation hysteresis, is determined.     

从铝合金的应变时效内耗考察位错与点缺陷的交互作用

研究了合金含量、合金元素和形变条件对铝合金应变时效内耗行为的影响．由此描述了点缺陷的分布状态和位错组态；指出了控制应变时效回复过程的因素是溶质原子的动性和溶质原子与位错的作用能。提出了能描述应变时效过程中位错─—点缺陷交互作用的位错弦脱钉和位错气团拖曳共同作用的复合模型，相应的理论处理合理地解释了实验现象。 关键词：     

The photodamping of dislocations in KCl single crystals

The effect of F-light (λ = 550 nm) on the dislocation amplitude-dependent internal friction (dislocation photodamping) and dislocation charge in KCl crystals of different purity containing F-centers has been investigated. The photodamping process in all the crystals under study has been found to be due to the optical generation of new pinning points. The conditions of photopinner formation are found to depend on the magnitude of dislocation charge, the manner of the F-center introduction (γ-irradiation, additive coloration), and crystal purity. A model of photopinner formation has been proposed. The results obtained are used to analyse the binary systems in which the effect of dislocation photodamping is likely to occur.     

Internal friction and Young’s modulus of Si<Subscript>3</Subscript>N<Subscript>4</Subscript>/BN fibrous monoliths at various vibrational strain amplitudes

The effect of temperature and vibrational strain amplitude on Young’s modulus and an ultrasound damping (internal friction) of ceramic boron nitride samples and silicon nitride/boron nitride fibrous monoliths was studied. It was shown that the elastic moduli and the elastic vibration decrement of the low-modulus BN ceramic and of the high-modulus Si₃N₄/BN monoliths measured at small strain amplitudes (in the region of amplitude-independent internal friction) exhibit a noticeable temperature hysteresis. Temperature exerts the smallest effect on the amplitude-independent decrement and on the amplitude-dependent damping and Young’s modulus defect of a monolith whose filaments are arranged both along and perpendicular to the axis of a rodshaped sample. These parameters behave in the most complicated way in a sample with all its filaments aligned with the rod axis. The observed relations can be assigned to structural features of the monoliths and the considerable influence of transverse strain on the evolution of defect structure in the materials studied.     

铁在范性形变过程中的低频内耗

在改装了的拉力试验机上测量了纯铁在范性形变过程中的内耗。研究了拉伸速率(在0.73×10^-6-50×10^-6/秒范围内)、测量频率(在0.3—3.6/秒范围内)、应变退火及含碳量等对纯铁范性形变过程中内耗的影响。所得结果表明,在屈服平台上,范性形变过程中内耗基本不变,且其值随范性形变速率的增加和测量频率倒数的增加而线性增加。将实验结果与范性形变过程内耗的位错动力学模型所得出的定量关系式进行了对比,得到了满意的符合。求得了退火纯铁在屈服平台上的位错动力学指数为10 关键词：     

Influence of temperature and strain on the amplitude-dependent internal friction of high-purity aluminum

The dislocation amplitude-dependent friction (ADIF) of high-purity (99.999%) polycrystalline aluminum is investigated in the temperature range 7–300K at vibrational strain amplitudes of 10⁻⁷–10⁻⁴ for samples in the annealed and deformed (by quasistatic, shock, and ultrasonic loading) states. The ADIF is a multistage effect in the indicated temperature and vibration amplitude ranges. Analysis of the amplitude-temperature spectra of the ADIF permits separation of components attributable to: interaction between dislocations, the interaction of dislocations with pinning points, and pure dislocation relaxation (the interaction of dislocations with the Peierls relief). ADIF is observed to depend nonmonotonically on the initial quasistatic strain determined by strain hardening and recovery processes. Fiz. Tverd. Tela (St. Petersburg) 40, 1839–1844 (October 1998)