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(二)( 二 )


所述) , 孪晶和滑移之间的协同效应更为重要 。

图9 在不同温度下进行拉伸试验后 , 试样a断裂面附近位置的IPF图(a-c)、含HAGBs和TBs的BC图(d-f)、KAM图(g-i)、Schmid系数图(j-l) , 用于{111<110>滑移系 。 (a , d , g , j)在273 K下断裂的样品 , (b , e , h , K)在183 K下断裂的样品 , (c , f , i , l)在143 K下断裂的样品 。 注:图7d–f中的白色箭头表示了沿着HAGBs的一些零溶液 。 图9(d , g , j)和(f , i , l)中的白色虚线框概括了“变形较小的带(LDB)” 。 图9(d-f)和(g-i)中的黑色虚线圆圈勾勒出了一些具有巨大孪晶边界(TBs)的区域 , 而KAM较低 。 施密德因子图中的相应位置也在图9(j–l)中概述 。

CoCrNiMEA孪生和滑移的临界分解剪应力(CRSS)在298 K时估计为260 MPa(温度依赖性可忽略不计)和78 MPa , 而在77 K时滑移的CRSS为140–160 MPa 。 因此 , 无论试验温度如何 , 在变形过程中 , 滑移比孪晶更容易激活 。 因此 , 屈服后的初始变形以滑移为主 , 伴随着位错的解离、增殖和运动 。 随着进一步变形 , 位错在边界处堆积 , 促进相邻区域更多滑移系统的激活 , 并分散宏观变形 。 同时 , 当满足孪晶的CRS时 , 孪晶将沿着某些晶粒结构被激活(例如 , 对于FCC金属 , {111<112()>) 。 孪晶可以改变晶粒取向 , 促进更多滑移系统的激活 , 延缓变形失稳(颈缩) 。 位错[和层错都可以作为孪晶的前驱体 。
如图9d–i所示 , 在KAM值较低的区域观察到大量TBs 。 首先 , 在一些孪晶取向为“软取向”的晶粒中更容易形成孪晶 , 且无明显变形 。 在本研究中 , TBs在晶粒中清晰可见 , 取向接近<111>//TA(图8 , 图9) , 与冷轧CoCrNi[13
中报告的观察结果一致 。 此外 , 固有的高位错密度(如第3.3节所述)也可以促进孪晶的形成 。
图9b所示位置的特写图如图10a和b所示 , 其中TBs与滑移带强烈相互作用 。 KAM分布如图10c所示 。 显然 , 所有断裂样品的KAM值均高于竣工材料 。 较高的变形应变导致较大的KAM值 , 这导致El和KAM值之间的良好匹配 。 在我们的研究中 , 采用了LAAM工艺和吹塑粉末输送 。 尽管进行了工艺优化 , 但由于屏蔽/载气的截留或某些元素的蒸发 , 最终沉积的材料中仍然存在孔隙 。 图10d-f显示了从图9a中的白色框架放大的孔 , 该孔沿TA拉长 。 如图10e所示 , TBs被孔隙中断 。 此外 , 应变集中在孔隙周围(图10f) , 这是进一步变形过程中的一个薄弱点 。
图10 试样A在183 K (A b)、273 K (d-f)和143 K (g-i)时断裂 , 对应于图6b、A和c所示的位置 。 (a d g) IPF_X图 , (b e h)包含hagb和tb的BC图 , (f i) KAM ,(c)不同温度下断裂样品的KAM分布 , (j-l)高孪晶区相图和相应的EDX结果 。

图10g–i显示了一个小晶粒 , 具有发达的TBs和锯齿状晶界 , 这暗示了TBs和晶界之间的相互作用 。 此外 , 发现孪晶从晶界发射 , 甚至穿透晶界(图10e和h) 。 在变形过程中 , TBs和晶界相互作用 , 促进进一步的加工硬化 。 然而 , 在图10h和图i中 , 沿锯齿状晶界观察到微空洞和应变局部化 , 这将在后面讨论 。 值得注意的是 , 在一些TBs附近观察到体积分数为0.7%的HCP相(图10j) 。 然而 , 考虑到超低体积分数 , 本研究中HCP相的影响被认为是微不足道的 。 图10k和l进一步显示了Co和Cr的微观偏析 , 描绘了沿TA的细长细胞结构 。
3.5.断口分析
图11给出了显示在不同温度下断裂的典型宏观和微观特征的断口图 。 与图10d–f中的结果相对应 , 所有样品的特征是粗糙的断裂面上装饰有一些孔隙 。 由于拉伸试验后的严重局部变形 , 还观察到一些裂纹(如图11a–h中的白色箭头所示) 。 试样A和B的断口图均以韧窝为主(图11i和j) , 这是韧性断裂的典型特征 。 相比之下 , 样品B的断裂表面显示出驻留在凹坑中的较大氧化物颗粒(图11i和j) , 对应于之前对氧化物周围较高KAM的讨论(图8h、i和l) 。 在特写图中标出了孔隙和裂缝(图12a和d) 。

图11 试样B (a B)和试样a (c-h)在不同温度下宏观断口形貌、典型断口组织(i j)和氧化物EDX结果(k) 。 注:裂缝由图11a-h中的箭头表示 。


图12 样本A在273 K (A - c)和183 K (d-f)断裂的面状形态的特写 , 分别从图9e和h的白色框中放大 。

除了韧窝 , 断口图中还出现了一些小平面状形貌(图12) 。 图12a、b和(d、e)中显示了两种典型的小面状结构 , 分别对应于273 K和183 K下断裂的样品A 。 小面状形貌意味着粒间断裂 , 与LAAMed CoCrNi MEA中沿构建方向生长的大晶粒相关 。 此外 , EBSD分析中的零解也可用于推断单相CoCrNi中具有高度局部化应变的区域 。 如图9d–f所示 , BC图中出现了许多零解 , 一些零解沿着HAGBs分布(箭头所示) 。 在这些区域开始断裂 , 形成小关节样特征(图12a和d) 。 如图10h和i所示 , 沿晶界形成了微孔隙 , 这意味着具有小面状断裂特征 。

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