冲击诱发梯度位错密度对金属硬度的动态演化

亲爱的同事们,

我邀请您阅读我们最近在《材料学报》上发表的关于金属动态硬度演化的文章。

摘要

清楚地了解金属的动态行为对于开发优质结构材料以及改进材料加工技术(如冷喷涂和喷丸强化)至关重要。采用高速(∼120米/秒~ 700米/秒;通过应变速率>107 1/s)微弹丸冲击测试和准静态(应变速率:10−21/s)纳米压痕，研究了具有(001)、(011)和(111)晶体取向的单晶铝基板的应变速率依赖性力学行为。三种晶体取向的动态硬度均随冲击速度的增加而增加，并在硬度达到准静态压痕硬度的5倍时达到平稳状态。基于恢复系数和死后透射菊池衍射分析，我们发现具有梯度位错密度演化的独特塑性变形机制控制着动态行为。我们还发现了一种独特的变形状态-稳定塑性状态-出现在深度塑性状态之外，具有独特的应变速率不敏感组织演变和动态硬度。我们的工作还展示了一种通过高速弹丸撞击在金属位错密度中引入强空间梯度来增强表面力学性能的有效方法，因为它可以用于材料加工技术，如喷丸强化和表面机械磨损处理。

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