图3 样品B(a-f , i)和样品a(g)的EBSD和EDX分析:(a)带高角度晶界的带对比度(BC)图(HAGBs , 蓝色) , (B)反极图(IPF_X)图 , (c)放大位置的BC图(B) , (d)几何上必要的位错(GND)密度图 , (e)内核平均取向错误(KAM)图 , (f , i)与竣工状态下样品A和B的(c)、(g)GND密度图、(h)GND分布对应的Cr和O的EDX图结果 。 BD是构建方向 。 (对于本图中颜色参考的解释 , 读者可参考本文的网络版本 。 )
X方向的逆极图(IPF)图及其对应的几何必要位错(GND)图和核平均取向错(KAM)图分别如图3b、d和e所示 。 KAM图被认为是一个指示晶粒间局部应变分布的指标 。 GND实际上是根据KAM值[40
计算的 , 因此GND图和KAM图趋势相似 , 如图3d和e所示 。 在边界处观察到更高的GND密度和错向值 。 从图3d、图g、图h的结果可以看出 , 样品A的GND值高于样品B , 在沉积过程中由于高冷却速率的示例图3 a c演示了乐队对比(BC)地图的位置标记在图3 b和相应的元素映射的结果显示在图3 f和我 。 氧化物粒子富含Cr和O(图3 f和我)是明显的从图3 c 。 此外 , 还发现Cr偏析沿细胞边界(图3f) 。
3.2.拉伸试验结果与加工硬化行为
拉伸试验结果汇总如图4所示 。 样品A在298 K和143 K的YS、UTS和El均高于样品B 。 所有样品在低温条件下的YS和UTS均高于室温条件下 。 样品A的YS和UTS随温度的降低几乎呈线性增加 。 然而 , 厄尔尼诺现象是不规则波动的 。 样品A的El值从298 K的44.8%下降到143 K的28.8% , 其中183 K破裂的El值较高(36.4%) , 273 K破裂的El值次之(33.2%) 。 相比之下 , 在143 K、213 K和243 K时 , 样品的El值较低(28.8-29.7%) 。 样品B中 , 143 K(26.0%)的El与298 K(27.3%)的El虽略有下降 , 但大致相当 。
图4 总结了不同温度下的拉伸性能 。
结合表格结果 , 得到工程应力-应变(σE-εE)曲线、真应力-应变(σT-εT)曲线和加工硬化速率(WHR dσT/dεT)与真应变(εT)的关系如图5所示 。 如图5a和b所示 , 试样A和试样b在143 K时的强度和WHR均高于试样298 K时的强度和WHR 。 样品B在298 K时WHR与样品A相当 , 在143 K时WHR略高 , εT < 15%时WHR更明显 。 在图5d中 , 随着温度的降低 , WHR逐渐增大 。 YS随温度的降低而增加 , 这主要归因于Peierls-Nabarro应力的贡献 , 而这主要与位错宽度的变化有关;而在塑性变形早期 , WHR的增加与温度相关的剪切模量(G)相关 , 且仅考虑森林位错的影响 。
图5 拉伸试验结果的样品A和B在298 K和143 K (A B)和样品在不同温度(c d): (A c)工程应力-应变曲线(σE -εE)结果列表插入、(B d)真实应力-应变(σT -εT)曲线(线)和加工硬化率(WHR)与真正的应变(εT)曲线(散点) 。
最近的报道进一步证实了低温下不同变形机制的协同效应 , 包括位错滑动(滑移)、堆积断层和变形孪晶 。 CoCrNi MEA的层错能(SFE)随温度的降低而降低 , 促进了扩展层错的形成 , 有利于孪晶的形成 。 此外 , 孪晶的临界应力与温度基本无关 , 因此考虑到在较低温度下较高的YS , 可以在较小的应变下激活孪晶 。 因此 , 在较低的温度下 , 较高的WHR是合理的 。
然而 , WHR随着变形而减小 , 直到断裂点(图5b和d) , 在初始塑性变形时迅速减小 , 在进一步变形后稳定地接近线性减小 。 变形初期WHR的快速下降是由于短的弹塑性转变和动态恢复造成的 。 尽管WHR下降 , 但与LAAMed CoCrFeMnNi HEA相比 , 它在整个菌株范围内维持在一个相对较高的量级 。 例如LAAMed CoCrFeMnNi显示稳定WHR (~ 1400 MPa) 143 K而LAAMed WHR CoCrNi意味着在143 K高于~ 2000 MPa在整个压力范围(图5 b d) 。 较高的WHR主要是归因于滑移和孪生之间的协同效应将结合断裂后的微观组织演变进一步分析 。
来源:Influence of oxides on the cryogenic tensile properties of the laseraided additive manufactured CoCrNi medium entropy alloy , CompositesPart B: Engineering , doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.108837
【氧化物对激光辅助增材制备CoCrNi介质熵合金低温拉伸性能的影响(一)】参考文献:R. Carroll C. Lee C.-W. Tsai J.-W. Yeh J. Antonaglia B.A.W.Brinkman M. LeBlanc X. Xie S. Chen P.K. Liaw K.A. Dahmen , Experimentsand model for serration statistics in low-entropy medium-entropy andhigh-entropy alloys , Sci Rep 5 (2015) p. 16997 10.1038/srep16997
推荐阅读
- 揭秘陶乐德事件:男子在拘留室离奇消失,难道平行时空真的存在?
- 青藏高原将停止增高,后果不可承受,我们却未感到危机
- 寻求气候变化的确定性:要多少才足够?
- 少见!今年十五的月亮,不是十六圆
- 科学家在大型强子对撞机上寻找难以捉摸的基本粒子
- 地球果真出了大问题?火山爆发后出现神秘现象,科学家紧急发声
- 简述相对论发展史:从伽利略到引力波
- 重磅!英美科学家对奥密克戎病毒11个最新判断!对全球意义重大!
- 15000年前海底金字塔被发现,科学家推测:中华文明前身是MU文明
- 人的气运竟然真的存在?科学家竟然已经证实!