图3c中的相图显示 ， 马氏体的分数在变形期间逐渐增加 。 数据还表明 ， 沿样品长度的转化率不均匀 。 另一个主要观察结果是样品中没有任何孪晶诱导塑性 。 这确实令人惊讶 ， 因为层错能量计算表明存在孪晶诱发塑性的区域 。 然而 ， 应强调的是 ， 层错能量计算没有考虑氮、织构和晶粒尺寸 ， 这可能导致层错能量贡献的误差 。
在双相区域观察到明显的应变硬化 ， 如图3a、b所示 。 该区域在图中标记为1区 。 该区域显示了低应变下的广泛跳闸 。 这可以用来解释在该位置发生的快速应变硬化 。 除了TRIP之外 ， 图3d中的反极图显示FCC晶粒响应于施加的应变而旋转 。 这些区域在图3c中被识别 。 然而 ， 在亚稳面心立方具有较高层错能的区域 ， 应变明显由位错滑移调节 。 现场EBSD数据用于验证性能的改善是通过级联机制和微结构的独特空间层次结构实现的 。
拟南芥花序茎处理和突变体影响控制硬度的等级参数的例子 。
虽然一些研究将相变诱发塑性钢的良好机械性能归因于应变诱发相变 ， 但其他研究将其归因于应变调节机制 ， 这类似于复合结构 。 因此 ， 在宏观和微观尺度上 ， 了解应变如何在多个相之间分配是很重要的 。 为了揭示应变调节机制 ， 计算了DIC分析和核平均方向误差（KAM） ， 结果如图4a、b所示 。 图4a显示了宏观尺度的应变调节机制 ， 其中绘制了应变随时间的变化 。 宏观区域显示 ， 应变最初局限于黄色区域 。 随后 ， 应变带在100%FCC区域的两个区域之间交替出现 ， 直至失效 。 如前一节所述 ， 这种行为可以通过相变诱发塑性来解释 。 为了在局部尺度上揭示FCC和BCC中的应变分配机制 ， 生成了KAM图 。 图4b中分别示出了对应于未显示跳闸效应的位置和应变硬化显著增加的区域的两个双相区域 ， 分别为区域1和区域2 。 这些区域具有不同的FCC和BCC相的体积分数 ， 并且相应地对于亚稳态FCC相具有不同的层错能 。
图4合理化应变分配的独特机制：（a）宏观尺度应变-亚稳态FCC + BCC两相区域的初始应变分区 ， 随后分区到单相FCC区域 ， 表明级联变形机制抑制应变定位的有效性 。 （b）微尺度可塑性机制 - Kernal平均错位（KAM）的演变作为样品中不同位置的应变函数 ， 表明应变分配行为的逆转是FCC的亚稳定性以及样品中FCC和BCC相的相分数的函数 。
在区域1的情况下 ， 其具有较高的体心立方分数（从EBSD测得的60%） ， KAM测量表明 ， 随着应变的增加 ， 体心立方相和面心立方相中的位错密度较高 。 形变诱发马氏体不仅表现为硬化相 ， 而且有助于残余奥氏体膜中的应变硬化 。 KAM中残余FCC膜的增加是由于它们中产生的过量位错 ， 以适应与马氏体相变相关的体积膨胀 。 值得注意的是 ， 应变的进一步增加并未导致奥氏体中的任何更多转变 。 这一观察结果可归因于FCC区域变形的过度局部化 ， 导致奥氏体膜的稳定 。
然而 ， 在区域2的情况下 ， BCC相作为分散体存在于FCC基体中 ， 存在不同的塑性机制 。 塑性变形应变的不均匀性仅局限于FCC相 。 FCC相的高堆垛层错能量也确保不会发生应变诱导的相变 。 观察到的应变硬化是由于弥散强化效应 ， 这导致面心立方相中位错的增强 ， 而不是面心立方中位错累积 ， 与样品中的其他位置形成鲜明对比 。
亚稳多相纳米层压板钢老化1小时疲劳极限下复制试样表面的光学图像 。
将功能梯度纳入每个结构层次以系统地调节特性 ， 导致了动态和级联应变分配效应 。 即使在印刷状态下 ， 这些效应也导致了钢的独特机械性能 。 我们努力利用基本物理冶金原理与AM协同工作 ， 从而开发了一种具有级联塑性机制的材料设计新理念 。 这种方法提供了一个独特的机会来模拟自然 ， 甚至达到几何特定的CGA设计 。 虽然这决不是化学方面的最佳设计 ， 但该方法为未来在化学和加工策略方面的创新奠定了基础 。
来源：Tailoring plasticity mechanisms in compositionally graded hierarchical steels fabricated using additive manufacturing ，scientific reports doi.org/10.1038/s41598-021-98205-3
参考文献：Design for additive manufacturing with site-specific properties in metals and alloys. Scr. Mater. 135 105–110. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2016.10.030 (2017).
推荐阅读
- 淋可可：靠悲惨身世走红，却为亲妈与妹妹反目成仇，网友：剧本！
- 封控的生活有多无聊？成都一小区楼下吵架，窗台上全是脑袋
- 假面骑士利维斯增加7种机械形态，黑犀牛霸气，三角龙致敬亚极陀
- 一女子6年产3女均是同一天生日：呛声的评论区，竟然更精彩
- 太阳能电池供电的远程控制的半机械蟑螂
- 落地就死？永远飞着无法停歇的“无脚燕”，如何在空中繁衍后代？
- 爱因斯坦晚年研究神学，承认“神”的存在，这是真的吗？
- 张衡的地动仪为何被教科书删除？中科院所长：房梁吊块肉都比它强
- “蛇类专家”炫耀自己有免疫力，被眼镜蛇一口咬到舌头，当场毙命