不同时效状态的含铜4%的铝合金在疲劳载荷下溶质原子与位错的交互作用

为了进一步研究在疲劳载荷下含铜4％的铝合金中的位错钉扎过程,进行了经过不同时效的试样的扭转疲劳试验,测定了经过各种应力循环数N以后的滞后迴线的形状和面积,从而算出了在每次循环中的能量消耗ΔE和最大抗扭矩T_m。所选择的时效温度和时效时间是使试样中分别有G.P.[1]区,G.P.[2]区,θ′相和稳定的θ相出现。把所得的ΔE-N曲线和T_m-N曲线的变化情况作比较时可以看出,在疲劳载荷的起始阶段引起位错钉扎的并不是由于相变产物如G.P.[1]或[2]区的作用。比较并分析了在各种时效状态下的第一周能量消耗值(ΔE)₁的变化,结果指出,在所研究的铝铜合金的情形,产生ΔE的原因是由于在位错附近的点阵中有起伏的内应力场出现,因为位错在这种内应力场中往复运动需要作功。产生这种起伏的应力场的因素有点缺陷(空位和溶质原子)、原子簇、G.P.[1]区和G.P.[2]区,或者其他种不在位错线上聚集或成核的缺陷。根据上述分析,可以认为,在疲劳载荷中,使位错钉扎的是由于溶质原子气团的形成。溶质原子在疲劳过程中通过空位的帮助进入位错,形成气团,使位错被钉扎。被钉扎的位错的动性减低,因而ΔE下降。在时效过程中,在位错线上成核的θ′和θ相,对于位错线也起着一定的钉扎作用。由上述的图象还可以推知,G.P.[1]区和G.P.[2]区不是在位错线上成核的,而θ′相和θ相则是在位错线上成核的。     

铝镁合金中位错的运动与交滑移

本文研究了在电子显微镜的照明电子束作用下,铝镁合金中位错运动与交互作用的行为。螺型位错往往单个运动,并且很容易改变运动方向,产生多次双交叉滑移。滑移和交滑移首先在与膜面接近45°的{111}面上进行,位错的柏氏矢量为接近膜面的α/2<110>,这是与照明电子束所产生的应力与膜面平行一事相符的。运动着的位错可以通过其应变场激活近邻的位错,使之发生运动;亦可能受到其它位错的排斥作用而受阻或改变运动方向。     

铝镁合金中位错网络与位错子反应的电显微镜透射观察

电子显微镜薄膜技术是研究晶体中位错分布与交互作用的最直观工具。自从1956年以来,这种技术越来越受到广泛的重视,并已取得显著的进展,详见最近的文献总结。 我们在Al-Mg合金薄膜中经常观察到位错网络,其中大多数是不规则的,但有时也观察到平行排列的直线群或四方网络,与小角度晶界的倾斜或扭转晶界模型相符。此外,还观察到一些典型的位错反应,与Whelan在不锈钢和Amelinckx用缀蚀法在NaCl和KCl中的观察结果相似,现将这些初步观察结果简单报导如下。     

疲劳载荷作用下铝镁合金中的粗滑移区的形成

过去关于铝和铝铜合金的研究工作指出,在疲劳载荷过程中的能量消耗(△E)所发生的变化可以分成两个不同的阶段。第一阶段相当于位错的被钉札,在第二阶段里△E的再上升则表示已有粗滑移区出现。为了进一步验证这种看法,在本文中用含镁量为0.52,0.91,3.46和5.15％的铝合金进行了扭转疲劳试验,测定了经过各种应力循环数N以后的滞后迴线的面积,从而算出在每次循环中的能量消耗△E。在疲劳载荷经过不同循环数后,试样表面进行金相观测的结果指出,对于所用的合金而言,滑移痕迹的变化都表现出两个明显不同的阶段。在第一阶段里,常常观察到几组细而直的滑移线均匀分布在一个晶粒内。在第二阶段里,某一组滑移线变得集中而粗化成簇。一般而言,在镁含量较低(0.52,0.91％)的合金里,以及当扭应变较大时,粗滑移区出现得较早。将所观察到的△E-N曲线的变化与粗滑移区的出现做了比较,并且考虑到在疲劳载荷过程中第一阶段和第二阶段的△E可能发生重迭的情况,指出了试样里出现粗滑移区可以引起△E在疲劳后期的再上升。这与过去关于铝和铝铜合金所得结果相合。本文还讨论了位错在疲劳载荷第一阶段里被溶质原子气团所钉札的状态与粗滑移区的随后形成的联系。     

不同加载条件下位错和溶质原子交互作用的数值模拟

动态应变时效,即位错和溶质原子的动态交互作用,对合金材料的力学性质产生重要影响. 本文基于蒙特卡罗方法,建立了“多位错-溶质原子” 二维动力学模型,分别模拟了单位错-恒定应力率、多位错-无应力、多位错-恒定应力和多位错-恒定应力率四种条件下位错和溶质原子的演化过程. 单位错-恒定应力率情况下,低应力率时位错被溶质原子钉扎而无法脱钉,高应力率时位错未被钉扎而一直运动,只有在适当应力率范围内,位错才呈现出反复的钉扎和脱钉;多位错-无应力时,溶质原子向正/负位错的下/上方偏聚;多位错-恒定应力时,位错运动受溶质原子钉扎的影响随应力增大而减小;多位错-恒定应力率时,集群化的钉扎和脱钉过程导致了位错总位移呈现阶梯状的演化. 模拟结果表明：“位错-溶质原子”尺度上呈现了动态应变时效微观过程,与其理论描述相一致. 关键词： 动态应变时效 动力学模型 位错运动     

位错与溶质原子间动态相互作用的数值模拟研究

通过Cottrell-Bilby型溶质动力学模型，对位错线周围的溶质原子浓度随应变率的变化进行了研究，并得到了三种不同的位错-溶质相互作用方式：在低应变率时，位错被溶质原子气团充分钉扎，它上面的溶质浓度近似达到饱和；在高应变率时，脱钉作用占主导地位，位错运动几乎不受深质影响；而在中间应变率时，位错反复经历着钉扎和脱钉过程，动态应变时效发生.此外，通过对模型方程的推导，还自然地得到了平衡状态下率相关流动应力与应变率之间的N形关系曲线. 关键词： 位错 溶质原子 动态应变时效 数值模拟     

基于连续介质位错理论的位错原子分布构造方法

基于连续介质位错理论提出一种新的位错原子分布构造方式,理论上可以构造出任意形状和任意Burgers矢量的位错结构.利用该方法,选用FCC单晶铜为模拟介质,构造Burgers矢量为b=[110]/2的刃型全位错和Burgers矢量为b=[112]/6圆环形不完全位错环,并使用分子动力学方法模拟全位错的扩展分解过程和不全位错环在自应力作用下的收缩过程,模拟结果与理论分析一致.该方法的优点在于可以方便地构造出其他传统方法难以构造的位错闭合结构——位错环,从而使位错环的细致研究成为可能.     

在疲劳载荷下含铜4%的铝合金中的位错钉扎和解脱

【摘　要】用Al-4％Cu合金进行了恆应变扭转疲劳试验,观察到ΔE在起始阶段下降直至接近零值,经过一定的疲劳循环数以后又重新上升。金相观测的结果指出,ΔE的重新上升对应着滑移区的突然变得集中。这有力地证明了我们以前所作的假设,即局部化滑移区的出现是引起ΔE的一种基本过程。在疲劳载荷下的T_m在超始阶段上升,但上升至最高值并保持此值经过一定的疲劳循环数以后,出现骤然的下降,这正对应着ΔE的重新上升。这种现象的出现可能是反映着在前期疲劳载荷下被钉紥的位错得到了骤然的解脱。初步认为,位错的被钉紥和随后得到解脱的过程,是由于在疲劳初期所形成的溶质铜原子气团沿着位错线的某些有利地段富集成核,同时使位错线上的另一些地段从溶质原子中解脱出来。随着富集核的逐惭增大,和其间的得到了解脱的位错段的长度的逐渐增加到某一临界值,便在疲劳载荷下出现了位错“雪崩”的现象,产生了大量的新位错,这使T_m骤然降低,并且导致局部滑移地区的形成,从而使ΔE重新增加。     

铝在疲劳载荷作用下所发生的基本过程

【摘　要】进行了99.6％工业纯铝和99.99％高纯铝(退火和冷加工)的扭转疲劳试验,测定了经过各种应力循环数N以后的滞后迴线的形状和面积,从而算出了在每次循环中的能量消耗ΔE和最大抗扭矩T_m。对于所得到的ΔE-N曲线和T_m-N曲线进行了分析,并与在疲劳试验的各个阶段对于试样表面所作的金相观测结果作了比较,认为在试样中未出现局部滑移区以前,引起ΔE和T_m的基本过程是空位对于位错的钉紥作用,这是一种体积效应,但是在局部滑移区出现以后,这种滑移区引起额外的能量消耗,而对于T_m的影响并不显著,因而在这个阶段里T_m和ΔE的变化便不再彼此相对应。这种分析可以澄清过去文献中关于ΔE和T_m(代表硬度变化)在疲劳过程中的变化的许多互不一致的结果。假定实验所观测到的曲线是这两种过程(整体过程和局部过程)所引起的效应的迭加,并且假定这两种过程对于ΔE和T_m的贡献由于疲劳振幅的大小、试样的处理状态(退火或冷加工)以及所合杂质之不同而异,可以满意地解释实验所观测到的各种曲线的形状和位置。这个观点的正确与否还有待于进一步的实验证实。     

与位错和点缺陷的交互作用有关的低温内耗峰

系统研究了出现在经冷加工处理的Al-Mg固溶体中的低温内耗峰。当测量频率约为1Hz时,分别在-70℃(P_L2峰)和-50℃(P_L1峰)观察到了两个内耗峰。详细研究了镁(Mg)含量,冷加工量,冷加工模式,不同合金元素(Ga,Zn),退火等诸因素对这两个内耗峰的出现及特性的影响。得出了P_L2峰与位错和“Mg原子-双空位”对的交互作用有关以及P_L1峰与位错和“Mg原子-单空位”对的交互作用有关的结论。 关键词：     

镍铬合金中的位错运动与位错反应

对镍铬合金中单一滑移面内和两个滑移面间的位错反应,特别是动态下的反应,进行了透射电子显微镜观察,并对其中的一些位错组态进行了衍衬分析。1.六角位错网络主要是单一滑移面内柏氏矢量相差120°的两组位错间反应的结果;2.与螺型位错一样,刃型或混合型位错也能在两个滑移面间交滑移;3.两个滑移面间的位错反应有时在其截线方向生成不滑动的位错(如L.C.位错锁)并不能完全阻挡住这两个滑移面上的位错运动;4.在含铝、钛的镍铬合金中,超点阵位错的反应与不含铝、钛的合金或无序固溶体中的位错反应相似。 关键词：     

压缩真空态与两原子相互作用过程中场的压缩性质

本文研究了两个二能级原子通过双光子跃迁与压缩真空态相互作用过程中辐射场的压缩和振幅平方压缩效应,讨论了两个二能级原子与光场的耦合常数的相对大小对它们的影响。     

简谐势阱中具有吸引相互作用原子体系的玻色-爱因斯坦凝聚

给出了简谐势阱中具有吸引相互作用原子体系的非线性定态薛定谔方程的基态解,得到了凝 聚原子数随能量本征值变化的双稳态曲线.并由此得到与实验报道相符的吸引型玻色-爱因斯 坦凝聚体所能包含的最大原子数. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 双稳态     

原子氢与金刚石表面的相互作用

用高分辨率电子能量损失谱研究了氢原子吸附在金刚石表面的各种振动模式,其中主要是位于360meV处的C—H键的伸长振动和位于160meV处的“剪”振动。用氚原子代替氢原子吸附在金刚石表面,观测到上述振动模式所发生的同位素位移。将金刚石表面加热至900℃后,各种振动模式全部消失,这时吸附氢原子全部脱去,金刚石表面的悬键变成平躺在表面上,导致金刚石表面石墨化。由于石墨化后π-带的作用,在损失谱上出现一个非弹性的、连续的损失峰结构。我们用UPS和AES技术进一步证实了脱氢后金刚石表面的石墨化。 关键词：     

两原子与双模腔场的多光子喇曼相互作用

研究了两个等同有效二能级原子与双模腔场的多光子喇曼相互作用，导出了双模腔场处于任意态时，该系统中两原子辐射谱的一般表达式，并分析了辐射谱的特点。     

两个双能级原子与辐射场的喇曼相互作用

研究了两个双能级原子与单模辐射腔场的喇曼相互作用。分别计算了两个原子与光场之间具有不同耦合常数和两个原子虽与光场具有相同耦合常数但同时考虑了原子间偶极-偶极相互作用两种情形下的辐射谱。分析了两个原子与辐射场之间耦合常数的相对大小和两原子间偶极作用的计入对辐射谱的影响。 关键词：