下一步 ， 将重点放在机制上：对疲劳极限下形成的疲劳裂纹的复制研究证实 ， 裂纹萌生（图3A）延迟到107次循环 ， 并且小裂纹在最高循环时缓慢增长（图3 ， B至D） 。 延迟疲劳裂纹萌生和阻碍其扩展是提高疲劳极限的关键因素 。 我们发现 ， 当裂纹到达之前的奥氏体边界（图3C）时 ， 裂纹扩展的阻止发生在两个方向上（平行于和垂直于板条排列） ， 这些边界是该钢中奥氏体膜修饰的界面（图1F）（18） 。 这些边界经受由疲劳裂纹附近的奥氏体膜的转变（即TICT效应）引起的实质性局部硬化和残余压应力（图3E） 。
铁路轮对在压配合时的疲劳强度（恒定振幅载荷） 。
相反 ， 在高应力振幅下 ， 疲劳裂纹在试验早期形成 ， 然后持续扩展 ， 直至宏观失效 。 然而 ， 疲劳裂纹扩展路径在跨越或沿着不同晶界或薄片传播时发生偏转（图4A） 。 裂纹表面形态表现出许多小分支 ， 如图4B中的黄色箭头所示 。 裂纹表面的微粗糙度由层压材料的分层微结构形态（图1B）实现 ， 增强了RICT效应 。 该机制甚至在后期疲劳阶段也会减缓疲劳裂纹扩展（图4E） ， 在高应力振幅下提供优异的疲劳寿命 。
我们构想并证明了亚稳多相纳米层压板微结构概念的有效性 ， 以创建具有优异抗疲劳性能的材料 。 这是通过同时启用相变诱导和粗糙度诱导裂纹终止机制来实现的 。 所证明的优异低周疲劳寿命和高疲劳极限构成了钢的重要进步 ， 我们期望任何可设计具有类似微观结构的合金的材料性能都有类似的改善 。 因此 ， 该策略有可能提高承受循环荷载的高级结构和部件的安全性 。
提出了涉及胶原纤维弯曲和HA晶体倾斜效应的理论 ， 以解释应力波动阶段的应力增加 。
来源：Bone-like crack resistance in hierarchical metastable nanolaminate steels Science DOI: 10.1126/science.aal2766
参考文献：In situ microscopic observations of low-cycle fatigue-crack propagation in high-Mn austenitic alloys with deformation-induced ε-martensitic transformation. Acta Mater. 112 326–336 (2016).
推荐阅读
- 辟谣｜“桂花”体长超十米？世界上是否真的还存在超过十米的蛇？
- 破十！南京大学，1天连发2篇Nature
- 自然子刊：使用AM制造的成分分级钢的定制塑性机制
- 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！
- 自然子刊：用于增材制造的热力学导向合金和工艺设计
- 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
- 粗真空、中真空获得设备在制药行业溶媒回收中的应用
- 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
- 挪威计划建造储存二氧化碳的“墓地”，或将成为全球首个！