非比例加载下冷变形Zr-4合金的宏观应力响应及其位错亚结构

肖林¹，孙军¹，丁向东¹，王航¹

(1.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049)

摘要:研究了相位角分别为30°,60°,90°以及等效应变幅分别为0.8%,0.6%,0.4%时双轴非比例加载下,冷变形去应力状态Zr-4合金的宏观响应和微观位错亚结构.结果表明:应力矢量和应变增量矢量之间的滞迟角θ在循环变形初期变化幅度较大;随着塑性变形的进行,变化幅度逐渐减小并趋于稳定.滞迟角的变化幅度与加载路径曲率的变化有关:90°相位角时变化幅度最小,30°相位角时变化幅度最大.在椭圆和圆形加载路径下,随着应变路径弧长△l的增大,等效应力的平均值升高,而变化幅度减小并渐趋稳定.随着相位角的提高,等效应力响应平均值升高.Zr-4合金在非比例加载过程中表现出初始硬化.随后持续软化的特征.随着相位角的提高,循环软化程度加剧.非比例循环过程中Zr-4合金的等效应力高于相同等效应变幅下的比例加载,表现出潜在强化特征.TEM观察表明:随着相位角的增加,Zr-4合金双轴疲劳位错亚结构由单个位错线向位错缠结及成熟的位错胞转化.材料内部各向同性强化机理加强是Zr-4合金非比例潜在强化的主要原因.

关键词:Zr-4合金; 非比例加载; 应力响应; 附加强化;

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