层错能对超细晶/纳米晶铜铝合金疲劳与断裂行为的影响

以含有不同铝含量的铜铝合金为研究对象，分别采用等通道转角挤压技术（ECAP）和高压扭转技术（HPT）制备具有超细晶或纳米晶尺度的铜铝合金样品，分别进行拉伸实验、断裂韧性实验和应力或应变控制拉-压疲劳实验，利用透射电镜观察样品的平均晶粒尺寸以及在疲劳载荷下微观结构演化，采用扫描电镜观察拉伸与断裂韧性样品断口与疲劳断口特征，研究合金含量（层错能）对超细晶或纳米晶铜铝合金拉伸断裂宏、微观机制，断裂韧性、疲劳强度的影响，建立层错能与合金强度、断裂韧性与疲劳强度之间的定量关系，为设计和发展具有高强度、高韧性与抗疲劳断裂金属合金材料提供实验证据与理论指导。

选择具有面心立方结构的模型材料纯铜与铜铝合金，通过等通道转角挤压及高压扭转技术制备超细晶和纳米晶材料，分别进行拉伸实验和应力或应变控制的拉-压疲劳实验，采用扫描电镜观察疲劳后样品表面的剪切带和疲劳裂纹的萌生和扩展行为，利用透射电镜观察试样在疲劳载荷下的微观结构演化，研究合金含量（层错能）对超细晶或纳米晶铜铝合金强韧化机制、高低周疲劳行为的影响，主要解决了以下三方面问题：1）是否可通过调整层错能来同步提高超细晶和纳米晶材料的强度和塑性；2）提高金属晶体材料的强度是否也会同时提高其疲劳强度或疲劳极限；3）如何通过金属晶体材料的强韧化来提高其服役性能。