利用位错工程调控金属材料的力学性能
Science&Acta Mater
1. 位错工程简介位错作为微观缺陷的一种，可以提供优化合金力学性能的一种途径。泰勒硬化定律只规定了以牺牲塑性为代价的高位错密度强化效果。然而，观察到的各种位错形态具有非均质性，这可能会提高综合力学性能。因此，许多研究者开始着手设计位错分布和结构。他们主要从事两个方面的研究:(1)控制位错形态；(2)揭示位错形态与力学性能之间的关系2. 位错控制到目前为止，位错形态与分布的控制可以通过以下技术来有效的实现：1）固溶偏析固溶偏析是控制位错最有效的方式之一，位错在遇到固溶原子后，会在固溶原子附近偏聚，形成柯氏气团，柯氏气团会阻碍位错的运动，从而可以有效的强化合金。例如，氢不仅降低了位错的成核力和传播力，而且激活了额外的滑移面。氢还能加速Ni形成小的位错胞和致密的位错壁。在钢中，碳、Mn原子向位错和GBs的偏析是奥氏体形核和生长的先决条件。2）阻碍位错运动具有非均质特性的位错在材料变形中其着重要的作用。位错胞具有良好的阻位错能力，增强了合金的应变硬化性能。另一方面，位错通道使位错通道或与GBs的交叉处的应变局部化。这种局部化引发了相变，形成了偏析结构。另外。还可以通过降低动态位错恢复率来提高塑性。3）位错通道另一方面，位错通道使位错通道或与GBs的交点处的应变局部化。这种局部化引发了相变，形成了分区结构。4）位错胞位错胞具有良好的阻位能力，增强了合金的应变硬化性能。3. 重要文献解读1）M. Kuzmina, M. Herbig, D. Ponge, S. Sandlöbes, D. Raabe. Linear complexions: Confined chemical and structural states at dislocations.
Science. 2015 • VOL 349 ISSUE 6252金属由于其延展性和强度一直是人类最重要的材料。称为位错的线性缺陷携带原子剪切步骤，使金属材料具有可成形性（塑性）。该文主要报告了一种封闭在位错周围的化学和结构状态。在具有提心立方的Fe-9%Mn合金中，发现在热处理过程中Mn偏析位错核附近在，随后形成面心立方区，但没有进一步生长。该区域与基体处于平衡状态，并局限于具有共格界面的位错核内。这种现象类似于界面稳定的结构状态，称为表面状态。对合金进行变形发现一立方米的应变合金包含了非常多的位错，其密度非常之高，这表明合金元素在位错附近偏析形成的这种“线性表面”具有强化作用，可以通过偏析和限制的结构状态发展纳米结构并强化合金提供机会。
