《Scripta Materialia》:Mapping precipitate-slip/twin interactions in Mg-Sn alloys: Insights from strain partitioning via HRDIC-EBSD multimodal analysis
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定量揭示沉淀相与滑移/孪晶界交互作用下的应变分摊规律,采用高分辨率数字图像相关与电子背散射衍射技术,对Mg-5Sn合金纳米尺度应变场进行超大规模数据采集,发现大尺寸高长径比沉淀相可显著降低滑移带(56-87%)和孪晶界(80-92%)的应变,而小尺寸低长径比沉淀相影响较弱(滑移带约20%,孪晶界30-38%)。该研究首次实现纳米尺度应变分摊的定量表征,为镁合金沉淀强化机制提供新理论依据。
何思宇|曾颖|黄梅琳|倪冉|张远帅|蒋斌|尹东迪
中国西南交通大学材料科学与工程学院,教育部先进材料技术重点实验室,成都610031
摘要
尽管近年来镁合金的沉淀强化效果取得了显著进展,但对沉淀物与滑移/孪晶相互作用引起的应变分配的定量理解仍不明确。本研究采用高分辨率数字图像相关技术(HRDIC)和电子背散射衍射(EBSD)相结合的多模态方法,在纳米尺度上对一种经过沉淀强化的Mg–5Sn合金在压缩过程中的这些相互作用进行了分析,基于约1200万个测量的应变数据点。结果表明,与主轴长度较大、长宽比较高的沉淀物相互作用的区域在滑移带内表现出明显的应变降低(56–87%),而在孪晶中的应变降低较为温和(80–92%);与主轴长度较短、长宽比较低的沉淀物相互作用的区域在滑移带内的应变降低约为20%,在孪晶中为30–38%。这项工作首次提供了与沉淀物-滑移/孪晶相互作用相关的应变分配的定量纳米尺度图谱,为镁合金的沉淀强化机制提供了新的见解。
数据与代码获取
本研究中使用的自动化应变分配分析框架(AutoGrainDAM)是一个正在开发中的内部工具;提供了详细的算法描述,代码可在合理请求下从相应作者处获得,用于学术和非商业用途。
作者贡献声明
何思宇:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿,可视化,实验研究,数据分析。曾颖:撰写 – 审稿与编辑,指导,方法论研究,资金获取,概念构思。黄梅琳:撰写 – 审稿与编辑,实验研究,数据分析。倪冉:撰写 – 审稿与编辑,验证,方法论研究,实验研究。张远帅:指导,方法论研究。蒋斌:撰写 – 审稿与编辑,指导,资源协调,项目管理。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文研究工作的财务利益或个人关系。
致谢
作者衷心感谢国家自然科学基金(项目编号:52374405、52171125)和四川省科技计划(项目编号:2025ZNSFSC1342、2024NSFSC0193)的支持。同时,也感谢西南交通大学分析测试中心在EBSD和SEM实验方面提供的协助。