疲劳Cu单晶驻留滑移带演化的观察及其应力场的计算模拟

摘要

利用扫描电镜电子通道衬度技术,对单滑移取向下,疲劳过程中Cu单晶从基体脉络位错结构到驻留滑移带(PSBs)位错结构的演化进行了观察.观察表明,PSBs的形成可以分为4个阶段,即脉络、通路、萌芽、真正形成完整的PSB位错结构.对以上4个阶段中典型位错结构的演化进行了模拟,并利用三维离散位错静力学方法给出了PSBs演化过程中典型位错结构内应力场的分布,相应地,利用有限元方法计算了外应力场的分布.结果表明:在从基体脉络位错结构到PSBs位错结构的演化过程中,内应力的分布是不均匀的.在通路和萌芽的尖端平均内应力没有太大的变化,而此处的平均外应力却比其他区域高,外应力提供了通路和萌芽长大的驱动力.在PSBs与基体边界处,内应力和外应力的值都急剧变化,因此存在切应变的不连续,积累到一定程度就会出现裂纹.