Transport der Versetzungsplastizität in einem Dual

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 2829 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Das Verständnis der koordinierten Verformung mehrerer Phasen unter angelegter Spannung ist für die strukturelle Gestaltung zweiphasiger oder mehrphasiger fortschrittlicher Legierungen von entscheidender Bedeutung. In dieser Studie wurden in-situ-Transmissionselektronenmikroskop-Zugversuche durchgeführt, um das Versetzungsverhalten und den Transport der Versetzungsplastizität während der Verformung einer zweiphasigen Ti-10 (Gew. %) Mo-Legierung mit hexagonal dicht gepackter α-Phase zu untersuchen und kubisch raumzentrierte β-Phase. Wir haben gezeigt, dass die Versetzungsplastizität entlang der Längsachse jeder Platte vorzugsweise von der Alpha- zur Alpha-Phase übergeht, unabhängig davon, wo Versetzungen gebildet wurden. Die Schnittpunkte verschiedener α-Platten sorgten für eine lokale Spannungskonzentration, die die Einleitung von Versetzungsaktivitäten von dort aus erleichterte. Versetzungen wanderten dann entlang der Längsachse der α-Platten und trugen auch über diese Schnittpunkte Versetzungsplastizität von einer Platte zur anderen. Da die α-Platten in verschiedenen Orientierungen verteilt waren, kam es zu Versetzungsverschiebungen in mehrere Richtungen, was einer gleichmäßigen plastischen Verformung des Materials zugute kam. Unsere mechanischen Mikropillartests haben außerdem quantitativ gezeigt, dass die Verteilung der α-Platten und die Schnittpunkte der α-α-Platten eine wichtige Rolle bei der Abstimmung der mechanischen Eigenschaften des Materials spielen.

Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Werkstoffe werden häufig Dual- und Multiphasenstrukturen entwickelt und hergestellt1. Die Kombination verschiedener Phasen würde sich positiv auf die Gesamtleistung des Materials auswirken, da jede Phase unterschiedliche Strukturen und Eigenschaften aufweist2,3. Infolgedessen werden Legierungen, die aus zwei oder mehr Phasen bestehen, in wichtigen Industrien, einschließlich der Luft- und Raumfahrt sowie der Industrietechnik, häufig eingesetzt4,5.

Zwei wesentliche mechanische Eigenschaften, die einen direkten Einfluss darauf haben, wie gut mehrphasige Materialien im Einsatz funktionieren, sind Festigkeit und Plastizität6,7. Bemerkenswert ist, dass die Art und Weise, wie plastische Dehnung bei Belastung über verschiedene Phasen transportiert wird, eng mit Festigkeit und Plastizität zusammenhängt8,9. Da verschiedene Phasen eine unterschiedliche Verformbarkeit aufweisen, ist es immer sehr interessant zu verstehen, wie mehrere Phasen plastische Spannungen bei Materialien mit zwei oder mehr Phasen gemeinsam aufnehmen. Es gab zahlreiche Versuche, diese Beziehung zu beenden. Edalati et al. untersuchten das Verhalten kubisch-flächenzentrierter (FCC) und kubisch-raumzentrierter (BCC) Strukturen unter Hochdrucktorsion unter Verwendung der zweiphasigen AlFeCoNiCu-Legierung. Während der plastischen Verformung traten im FCC Zwillinge und Stapelfehler auf, während im BCC10 Versetzungsverschiebungen auftraten. Nach Untersuchungen von Tu et al. war Ferrit entscheidend für die Verformung von Bainit-polygonalem Ferrit-Dualphasen-Rohrleitungsstahl. Die Gleitsysteme {123} 〈111〉 und {112} 〈111〉 wurden zunächst in Ferrit eingeschaltet. Später verursachte die Spannungskonzentration das Gleiten eines neuen Gleitsystems {110} 〈111〉, das sowohl in der Bainit- als auch in der Ferritphase beobachtet werden konnte, was ein Beweis für den Spannungsübergang vom Ferrit zum Bainit sein sollte11. Kommerzielle Titanlegierungen bestehen meist aus einer α-Phase mit hexagonal dicht gepackter (HCP) Struktur und einer β-Phase mit BCC-Struktur. Typischerweise werden beide Phasen zu Platten geformt. Im Allgemeinen verformt sich die α-Phase vor der β-Phase, da angenommen wird, dass die α-Phase weicher ist. Die Verformung der β-Phase erfolgt später und sollte sich mit den deformierten α-Platten abstimmen, um die Spannung aufzunehmen12,13. Der tatsächliche Prozess des Transports plastischer Verformung innerhalb dieser Zweiphasenstruktur ist jedoch noch nicht aufgeklärt.

In der vorliegenden Arbeit wurde ein In-situ-Transmissionselektronenmikroskop (TEM)-Dehnungstest durchgeführt, um das Versetzungsgleiten innerhalb der Zweiphasenstruktur der Titanlegierung direkt zu beobachten. Es wurde festgestellt, dass sich Versetzungen in der α-Phase entlang der Längsrichtung der Platte bewegten. Der Schnittpunkt verschiedener α-Platten erzeugte bestimmte Punkte mit lokaler Spannungskonzentration, die die Übertragung von Versetzungsaktivitäten von einer Platte auf eine andere erleichterten. Die meisten der übertragenen Versetzungen bewegten sich entlang der Längsrichtung, einige rutschten in mehrere Richtungen. Aufgrund der variablen Ausrichtung von α-Platten kann die Erzeugung von Versetzungsverschiebungen in mehrere Richtungen erfolgen, was einer homogenen plastischen Verformung zugute kommen würde.

Die typische Mikrostruktur und Atomstruktur der zweiphasigen TiMo-Legierung sind in Abb. 1a – c dargestellt. Die beiden Phasen hatten deutliche Kontraste und unterschiedliche Formen. Die atomaren Strukturen der beiden Phasen, die im Hochwinkel-Dunkelfeldbild (HAADF) gezeigt werden, verdeutlichen, dass die dunklen Platten mit der HCP-Struktur und die hellen Platten mit der BCC-Struktur assoziiert sind, was der α-Phase und der β-Phase entspricht. jeweils. Die klare Atomanordnung wurde aus der Zonenachse \([\overline{1 }11]\) von β und \([2\overline{1 }\overline{1 }0]\) von α im 2-nm-Maßstab erfasst. Darüber hinaus waren die beiden Phasen homogen verteilt und miteinander verflochten. Insbesondere lag die α-Phase in Form einer Platte in Submikrongröße vor und teilte die helle β-Phase in Platten und Blöcke mit vergleichbarer Größe auf. Bemerkenswert ist, dass die plattenförmige Phase eine kurze Seite mit einer Breite von etwa 80 nm und eine Längsrichtung mit einer Länge von bis zu mehreren Mikrometern aufwies. Daher wurden α-β-Grenzflächen und α-α-Schnittpunkte als Haupthindernisse für den Transport der Versetzungsplastizität in den zweiphasigen TiMo-Legierungen angesehen. Die atomaren Strukturen von α-α-Schnittpunkten und α-β-Grenzflächen wurden charakterisiert und in Abb. 1d bzw. e dargestellt. Es wurde gezeigt, dass zwei α-Körner an der α-α-Grenzfläche symmetrisch und gut angepasst waren, ohne dass es zu Spannungskonzentrationen kam. Unterdessen zeigte die α-β-Phasengrenze kohärenten Charakter mit einer klassischen Burgers-Orientierungsbeziehung von 〈\(11\overline{2 }0\)〉α//〈\(1\overline{1 }1\)〉β (Abb . 1e)14. Eine Versetzung mit einem Burgers-Vektor von 1/2〈110〉 (gekennzeichnet durch „⊥“) erschien nahe der Grenze, anstatt an der Grenze zu liegen. Es wurde festgestellt, dass die kohärente Grenzfläche zwischen Nanopartikeln und Matrix mit geringer Fehlanpassung und geringer Gitterverzerrung die Freisetzung von Spannungskonzentrationen wirksam erleichtern und so eine erhebliche plastische Spannung erzeugen kann15. Die hohe Kohärenz der α-β-Grenzflächen und α-α-Schnittpunkte implizierte einen begrenzten Widerstand für die Versetzungsübertragung.

Mikrostruktur der Dualphasen-TiMo-Legierung. (a) Rasterelektronenmikroskopisches Bild, das die homogene Verteilung der α- und β-Phasen zeigt. (b,c) HAADF-Bilder, die die atomare Struktur der β-Phase und der α-Phase zeigen, betrachtet entlang \([\overline{1 }11]\) β und \([2\overline{1 }\overline{1 }0] \) α bzw. (d) HAADF-Bild mit atomarer Auflösung, das die α-α-Grenzfläche zeigt, betrachtet entlang der Orientierung \([2\overline{1 }\overline{1 }0]\). (e) HAADF-Bild mit atomarer Auflösung, das die α-β-Grenzfläche zeigt, betrachtet entlang der \([2\overline{1 }\overline{1 }0]\) α//\([\overline{1 }11]\) β-Orientierung .

Wir haben In-situ-TEM-Dehnungstests durchgeführt, um das dynamische Versetzungsverhalten innerhalb der beiden Phasen zu beobachten und den Transport der Versetzungsplastizität innerhalb dieser Zweiphasenstruktur direkt aufzudecken. Anhand der Beobachtung über einen weiten Bereich von Belastungen wurde festgestellt, dass Versetzungen bevorzugt in der α-Phase während des frühen Stadiums der Verformung aktiviert wurden, wie in den Serienbildern aus Zusatzfilm 1 in Abb. 2 gezeigt. Diese Bilder wurden aufgenommen an der Zonenachse [\(11\overline{2 }0\)] mit dem g-Vektor [\(01\overline{1 }1\)]. Die schnelle Bewegung von Versetzungen in α-Platten dominierte den Verformungsprozess im Anfangsstadium, was auf die dicht gepackten Atome in der α-Phase16 und die niedrigere kritische Scherspannung für den Versetzungsschlupf in der HCP-Struktur13 zurückgeführt wurde. Interessanterweise neigten die in der α-Phase aktivierten Versetzungen in den meisten Fällen dazu, entlang der Längsrichtung der α-Platten zu rutschen. Wie in Abb. 2 dargestellt, glitten Versetzungen in beiden α-Platten entlang der Längsrichtung, obwohl die beiden unterschiedlichen Platten orthogonal ausgerichtet waren. In der horizontalen Platte bewegten sich Versetzungen (markiert mit roten gestrichelten Linien) von links nach rechts. Darüber hinaus bewegten sich die Versetzungen (durch gestrichelte Linien in anderen Farben markiert) in der vertikalen Platte von oben nach unten. Insgesamt glitten die Versetzungen in der α-Phase entlang der Längsrichtung der Platten. Da α-Platten in mehrere Richtungen ausgerichtet waren und sich mit anderen α-Platten kreuzten, traten Versetzungsaktivitäten in mehreren Richtungen auf, was zu einer homogenen Verformung im Vergleich zu nur einer oder begrenzten bevorzugten Verschiebungen führte. Im Allgemeinen bestimmt der Schmid-Faktor, welches Korn zuerst die Versetzung aktiviert und welches Gleitsystem aktiviert wird17. In diesem Fall glitten die Versetzungen bevorzugt entlang der Längsrichtung jeder Platte, insbesondere in der α-Phase. Es wurde auch festgestellt, dass die Breite und Länge jeder Alpha-Platte bei etwa 80 nm bzw. mehreren Mikrometern liegt. Die Formeigenschaften könnten zu anisotropen Eigenschaften in beiden Richtungen führen, einschließlich Elastizitätsmodul, Streckgrenze und Zugfestigkeit18. Daher wurde erwartet, dass die anisotrope Form zu einem anisotropen Hall-Petch-Effekt führen könnte, der die Bewegung von Versetzungen in der α-Phase beeinflusst. Und das Ergebnis stimmte mit unserer Beobachtung überein.

Transport von Versetzungsaktivitäten zwischen verschiedenen α-Platten. Serielle TEM-Bilder, die das Versetzungsgleiten entlang der Längsrichtung jeder α-Phase zeigen.

Durch genaue Beobachtung des Ursprungs von Versetzungen in der α-Phase wurde festgestellt, dass die Versetzungsaktivitäten sowohl von α-α-Übergängen als auch von α-β-Grenzflächen erzeugt wurden und entlang der Längsrichtung der α-Platten gleiteten. Beim α-α-Übergang glitten die meisten Versetzungen entlang der Längsrichtung des α-Streifens (Abb. 3a und Zusatzfilm 2). Die Versetzungen häuften sich zunächst an der Verbindungsstelle (in Abb. 3a durch einen orangefarbenen Pfeil markiert) und führten zu Spannungskonzentrationen. Der Burgers-Vektor der Versetzungen in der α-Phase betrug 1/3〈\(11\overline{2 }0\)〉, und die Gleitebene war {0001}, wie durch die Burgers-Kreisanalyse charakterisiert, wie in Abb. 3b dargestellt. Es wurde auch festgestellt, dass einige von α-α-Übergängen aktivierte Versetzungen in mehrere Richtungen glitten (Abb. 3c). Diese Versetzungen bewegten sich in Richtung der α-β-Phasengrenze und wurden durch die Phasengrenze behindert. Da die Versetzungen mit der α-β-Phasengrenze interagierten, wurden Versetzungsaktivitäten in der benachbarten β-Phase initiiert (durch rote Pfeile angezeigt). In diesem Fall könnte die Aktivierung von Versetzungen in der relativ harten β-Phase auf die Kohärenz der α-β-Phasengrenze zurückzuführen sein, die Kanäle für das Durchrutschen von Versetzungen bieten könnte. Dadurch wurden beide Phasen plastisch verformt und trugen zu einer homogenen Verformung bei. Für die α-β-Phasengrenze wurde mit zunehmender angelegter Spannung beobachtet, dass sich dichte Versetzungen an der α-β-Phasengrenze befanden und unter der angelegten Spannung gelöst werden konnten, wie durch die rote gestrichelte Linie in Abb. 3d. Beispielsweise bewegte sich von t + 8 s bis t + 14 s die hohe Dichte der neu angeregten Versetzungen, die von der α-β-Phasengrenze erzeugt wurden, entlang von α-Platten (angezeigt durch den roten Pfeil). Diese Bilder wurden auf der Zonenachse [\(11\overline{2 }0\)] mit dem g-Vektor [\(01\overline{1 }0\)] aufgenommen. Gemäß dem HADDF-Bild mit atomarer Auflösung konnte festgestellt werden, dass der Burgers-Vektor der Versetzungen nahe der α-β-Phasengrenze 1/2〈\(\overline{1 }11\)〉 und die Gleitebene {\( 110\)}, wie durch die Burgers-Kreisanalyse charakterisiert, wie in Abb. 3e gezeigt, entsprechend einer Kantenversetzung. Post-Mortem-Charakterisierungen der Versetzungsstruktur der deformierten Probe (dargestellt in Abb. 3f) zeigten auch, dass sich die Versetzungen bei geringer Dehnung regelmäßig entlang des α-Streifens anordneten. Das Bild wurde auf der Zonenachse [0001] mit dem g-Vektor [\(0\overline{1 }10\)] unter dem TEM-Modell aufgenommen. Die Versetzungsplastizität transportiert sich hauptsächlich in der α-Phase entlang der Längsrichtung, unabhängig davon, wo die Versetzung ihren Ursprung hat.

Versetzungen gleiten entlang der Längsrichtung. (a) Versetzungen wurden vom α-α-Übergang angeregt und bewegten sich entlang der Längsrichtung der α-Platten. (b) Die Charakteristik der Versetzung in α-Phasen entlang der Längsrichtung. (c) Versetzungsaktivitäten wurden vom α-α-Übergang angeregt und bewegten sich in mehrere Richtungen. (d) Versetzungsaktivitäten an der α-β-Grenze und ihre Bewegung entlang der α-Phase. (e) Die Charakteristik der Versetzung in der Nähe der α-β-Phasengrenze. (f) Post-Mortem-STEM-Bild, das das Gleiten von Versetzungen entlang der Längsrichtung von α-Platten auch im Massengegenstück zeigt.

Es ist allgemein anerkannt, dass der Spannungstransport innerhalb der Zweiphasenstruktur für die Anpassung an Verformung und Festigkeit von entscheidender Bedeutung ist. Es wurde davon ausgegangen, dass die Versetzungsaktivitäten über die α-β-Phasengrenze in der Zweiphasenlegierung übertragen werden, da diese die Schlüsselschnittstelle mit der größten Fläche darstellt. In diesem Fall wurde festgestellt, dass α-α-Übergänge eine wichtige Rolle beim Transport der Versetzungsplastizität im frühen Stadium der plastischen Verformung spielen. Die Längsrichtung der α-Phase könnte als Hauptkanal für den Versetzungsschlupf angesehen werden, und der Verformungstransport erfolgte durch den Versetzungstransfer zwischen verschiedenen α-Platten über die α-α-Übergänge. Daher wurde spekuliert, dass die Gültigkeit von α-α-Übergängen ein wesentlicher Faktor sein sollte, der die mechanischen Eigenschaften von Materialien beeinflusst. Um den Beitrag solcher Strukturen zu den mechanischen Eigenschaften quantitativ zu analysieren, wurden Mikropillen mit einem Durchmesser von 0,5, 1 und 3 μm hergestellt und komprimiert (siehe Methoden). In Abb. 4a wurden vier technische Spannungs-Dehnungs-Kurven für jede Mikrosäule aus den In-situ-REM-Kompressionstests aufgezeichnet. Die stetigen gezackten Kurven zeigten, dass alle Dualphasen-TiMo-Säulen kontinuierlich ohne Spannungsausbrüche verformt wurden, was auf eine überlegene plastische Stabilität hinweist. Darüber hinaus zeigten alle Säulen eine gleichmäßige Verformung, da sich alle Säulen nach der Kompression in eine gewölbte Form verformten (Abb. 4b). Die hohe Verformungsstabilität der Dualphasensäulen resultiert aus der Architektur der beiden Phasen. Interessanterweise wiesen die unterschiedlich großen Säulen Streckgrenzen in einem ähnlichen Bereich auf. Allerdings waren die Daten bei kleineren Größen stärker gestreut, was sich vom traditionellen Größeneffekt einphasiger Metalle unterscheidet, was zeigt, dass die Reduzierung der Größen die Festigkeit dramatisch erhöht19,20. Die 3-μm-Säulen zeigten etwa die gleiche Streckgrenze bei 1050 MPa, und die 1-μm-Säulen zeigten Schwankungen in der Streckgrenze von 1000 bis 1200 MPa, während die Streckgrenze der 0,5-μm-Säulen zwischen 900 und 1300 MPa schwankte. Beachten Sie, dass die Versetzungen erstmals in der α-Phase während der plastischen Verformung der Zweiphasenlegierung aktiviert wurden. Die Größe der α-Platten, insbesondere die Länge in Längsrichtung, bestimmte die Streckgrenze. Unter Verwendung von FIB zum Extrahieren von Querschnitten aus den verformten Säulen wurde beobachtet, dass die Länge in Längsrichtung der α-Platten und die Anzahl der in den Mikrosäulen enthaltenen α-α-Schnittpunkte speziell bei der kleinsten getesteten Größe variierten (Abb. 4c). Bei großen Säulen war die Anzahl der α-Platten signifikant. Daher entsprachen die mechanischen Daten eher dem statistischen Verhalten. Mit abnehmender Probengröße hing das Nachgeben der Säule jedoch immer noch mit den Versetzungsaktivitäten innerhalb der α-Platten zusammen, die mechanischen Daten variierten jedoch, da die unterschiedliche Form und Ausrichtung jeder α-Platte und die Art und Weise, wie sich verschiedene α-Platten kreuzten, einen großen Einfluss darauf hatten der Transport von Versetzungsplastizität. Daher schwankte die Streckgrenze im kleineren Pfeiler erheblich.

Mechanische Eigenschaften von TiMo-Mikrosäulen unterschiedlicher Größe. (a) Spannungs-Dehnungs-Kurven von Mikrosäulen mit Durchmessern von 0,5 μm, 1 μm und 3 μm. (b) REM-Bilder für drei große Mikrosäulen nach der Kompression, alle Säulen verformten sich gleichmäßig. (c) Querschnitt-TEM-Bilder für die Mikrosäulen mit unterschiedlichen Größen nach der Komprimierung.

Mithilfe von In-situ-TEM-Dehnungstests und Kompressionsexperimenten an einer zweiphasigen TiMo-Legierung haben wir Einblicke in den Transportprozess der Versetzungsplastizität innerhalb der Zweiphasenstruktur gewonnen.

Das Versetzungsgleiten wurde vorzugsweise in der α-Phase entlang der Längsrichtung der α-Platten eingeleitet. Dies hängt maßgeblich mit dem forminduzierten Hall-Petch-Effekt zusammen.

Die Versetzungsplastizität wurde von α- zu α-Platten durch die α-α-Schnittpunkte im frühen Stadium der plastischen Verformung transportiert und später von der α- zur β-Phase durch die Versetzungswechselwirkungen an den Phasengrenzen. Es ist zu beachten, dass die Versetzungen entweder aus den lokalen Spannungskonzentrationen entlang der Phasengrenzen und Phasenkreuzungen erzeugt werden oder direkt von den benachbarten Phasen übertragen werden können. Die Identifizierung der beiden Fälle blieb eine große Herausforderung, obwohl die Burgers-Vektoren der Ein- und Ausluxationen bekannt waren.

Auf diese Weise könnte das Gleiten von Versetzungen in mehrere Richtungen aktiviert werden, was einer homogenen plastischen Verformung zugutekäme. Somit wurde die Verteilung verschiedener Phasen zu einem wesentlichen Faktor, der die plastische Verformung von Materialien steuern kann. Außerdem kann eine homogene plastische Verformung erreicht werden, wenn die Phasenverteilung gut entworfen und hergestellt wurde

Die Ergebnisse liefern grundlegende Erkenntnisse zum Verständnis und Design von Dualphasenmaterialien mit optimierten mechanischen Eigenschaften. Wir glauben, dass diese grundlegende Erkenntnis dem Design und der Herstellung von Legierungen zugute kommen könnte. Durch die Abstimmung des Hall-Petch-Effekts, der Phasenverteilung und der Grenzeigenschaften können durch Mikrostrukturtechnik besondere mechanische Eigenschaften erreicht werden.

Das experimentelle Material war eine Ti-10Mo-Legierung (Gew.-%), die zunächst 1 Stunde lang bei 1000 °C lösungsbehandelt und 10 Minuten lang bei 600 °C gealtert wurde, um eine Zweiphasenstruktur mit Koexistenz von α- und β-Phasen zu erhalten. Anschließend erfolgt das Abschrecken auf Raumtemperatur. Die dünnen TEM-Proben wurden mit einem FEI Quata 3D FEG-Typ Dual-Beam Focused Ion Beam (FIB)-Instrument hergestellt. Die atomare Struktur der TiMo-Legierungsprobe wurde durch sphärische Aberrations-korrigierte Rastertransmissionselektronenmikroskopie (FEI Titan G2 80–200 ChemiSTEM) mit einer Beschleunigungsspannung von 200 kV charakterisiert. Die TEM-Proben für den In-situ-Zugversuch wurden mit einem PIPS-Instrument verdünnt, um einen elektronentransparenten Bereich zu erhalten. Die Probe wurde bei Umgebungstemperatur auf ein Substrat geklebt und 24 Stunden lang dort platziert. Abschließend wurde die Probe mit einem Niedertemperatur-Zughalter Gatan 671 bei Umgebungstemperatur in einem FEI Tecnai G2 F20 S-TWIN TEM mit einer Beschleunigungsspannung von 200 kV gespannt. Die Mikrosäulen für die Kompressionstests wurden mit dem oben genannten FIB-Instrument hergestellt und die Säulen in drei Größen (0,5 μm, 1 μm bzw. 3 μm) verarbeitet. Die In-situ-Kompressionsexperimente wurden im FIB mit einem Hysitron PI 87-Mikroeindringkörper im Verschiebungskontrollmodus durchgeführt und die Verschiebungsrate betrug 5 nm/s.

Die während der aktuellen Studie verwendeten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

Li, Z., Pradeep, KG, Deng, Y., Raabe, D. & Tasan, CC Metastabile Zweiphasenlegierungen mit hoher Entropie überwinden den Kompromiss zwischen Festigkeit und Duktilität. Natur 534, 227–230 (2016).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Jeong, CU, Heo, YU, Choi, JY, Woo, W. & Choi, SH Eine Studie über das mikromechanische Verhalten von Duplex-Edelstahl unter einachsiger Spannung unter Verwendung von Ex-situ-Experimenten und der Finite-Elemente-Methode der Kristallplastizität. Int. J. Plast. 75, 22–38 (2015).

Artikel CAS Google Scholar

Park, JM et al. Rolle der Bcc-Phase auf das Zugverhalten einer zweiphasigen hochentropischen Al0,5cocrfemnni-Legierung bei kryogener Temperatur. Mater. Wissenschaft. Ing. A 746, 443–447 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Lim, KR et al. Zweiphasige Legierungen mit hoher Entropie für Hochtemperatur-Strukturanwendungen. J. Alloy compd. 728, 1235–1238 (2017).

Artikel CAS Google Scholar

Nirmal, K. & Jagadesh, T. Numerische Simulationen des Reibrührschweißens einer zweiphasigen Titanlegierung für Luft- und Raumfahrtanwendungen. Mater. Heute 46, 4702–4708 (2021).

CAS Google Scholar

Gerbig, D., Srivastava, A., Osovski, S., Hector, LG & Bower, A. Analyse und Design der Mikrostruktur von Dualphasenstahl für eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen duktile Brüche. Int. J. Fract. 209, 3–26 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Kumar, P., Chandran, KSR, Univ. Of Utah, SLCU Festigkeits-Duktilitäts-Eigenschaftskarten der pulvermetallurgischen (Pm) Ti-6Al-4V-Legierung: Eine kritische Überprüfung der Beziehungen zwischen Verarbeitung, Struktur und Eigenschaften. Metall. Mater. Trans. A 48, 2301–2319 (2017).

Artikel CAS Google Scholar

Lui, EW, Xu, W., Wu, X. & Xia, K. Mehrskaliges zweiphasiges Ti-Al mit hoher Festigkeit und Plastizität durch Konsolidierung von Partikeln durch starke plastische Verformung. Scr. Mater. 65, 711–714 (2011).

Artikel CAS Google Scholar

Pierman, AP, Bouaziz, O., Pardoen, T., Jacques, PJ & Brassart, L. Der Einfluss von Mikrostruktur und Zusammensetzung auf das plastische Verhalten von Dualphasenstählen. Acta Mater. 73, 298–311 (2014).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Edalati, P., Mohammadi, A., Ketabchi, M. & Edalati, K. Mikrostruktur und Mikrohärte einer zweiphasigen Legierung mit hoher Entropie durch Hochdrucktorsion: Zwillinge und Stapelfehler in Fcc und Versetzungen in Bcc. J. Alloys Compd. 894, 162413 (2022).

Artikel CAS Google Scholar

Tu, X. et al. Zugverformungsverhalten von Ferrit-Bainit-Dualphasen-Rohrleitungsstahl. Mater. Wissenschaft. Ing. A 831, 142230 (2022).

Artikel CAS Google Scholar

Han, J. et al. Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften von selektiv lasergeschmolzenem Ti6Al4V in Abhängigkeit von der Laserenergiedichte. Schneller Prototyp. J. 23, 217–226 (2017).

Artikel Google Scholar

Lütjering, G. & Williams, JC Titanium 243–250 (Springer, 2007).

Google Scholar

Mayeur, JR & McDowell, DL Ein dreidimensionales Kristallplastizitätsmodell für Duplex-Ti–6Al–4V. Int. J. Plast. 23, 1457–1485 (2007).

Artikel CAS MATH Google Scholar

Pan, S. et al. In-situ-Nanopartikel: Eine neue Verstärkungsmethode für metallische Strukturmaterialien. Appl. Wissenschaft. 8, 2479 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Peters, CLAM Titan und Titanlegierungen (Wiley, 2003).

Google Scholar

Yu, Q., Li, S., Minor, AM, Sun, J. & Ma, E. Hochfeste Nanosäulen aus Titanlegierung mit Stapelfehlern und verbessertem plastischem Fluss. Appl. Physik. Lette. 100, 63109 (2012).

Artikel Google Scholar

Park, Y. & Hyun, S. Auswirkungen der Korngrößenverteilung auf die mechanischen Eigenschaften von polykristallinem Graphen. J. Korean Ceram. Soc. 54, 506–510 (2017).

Artikel CAS Google Scholar

Huang, P. & Yu, Q. Versetzungsmultiplikationen in extrem kleinen hexagonal strukturierten Titan-Nanosäulen ohne Versetzungsmangel. Wissenschaft. Rep.-UK 7, 16195 (2017).

ADS Google Scholar

Yaghoobi, M. & Voyiadjis, GZ Größeneffekte in Fcc-Kristallen während des Hochgeschwindigkeitskompressionstests. Acta Mater. 121, 190–201 (2016).

Artikel ADS CAS Google Scholar

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Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (Nr. 51671168, 51871197) und dem National Key Research and Development Program of China (Nr. 2017YFA0208200) unterstützt.

Zentrum für Elektronenmikroskopie und State Key Laboratory of Silicon Materials, Department of Materials Science and Engineering, Zhejiang University, 38 Zheda Road, Xihu District, Hangzhou, 310027, China

Jinghui Men, Xiaoqian Fu & Qian Yu

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Experimente: JM, XF Datenanalyse: JM Manuskripterstellung: JM Manuskriptrevision und -überwachung: QY, XF

Korrespondenz mit Qian Yu.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Men, J., Fu, X. & Yu, Q. Transport der Versetzungsplastizität in einer zweiphasigen TiMo-Legierung. Sci Rep 13, 2829 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-29057-2

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Eingegangen: 30. September 2022

Angenommen: 30. Januar 2023

Veröffentlicht: 17. Februar 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-29057-2

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