微米晶粒尺度下晶界对位错的约束机制及尺度相关塑性理论

本项目拟采用细观实测、计算模拟和理论分析方法对微晶粒尺度下晶界结构和晶粒尺寸对位错的约束作用及由此导致的变形尺度效应进行深入研究。首先，通过对晶界附近晶格微转动的TEM原位观察，获得晶界附近几何必需位错密度的大小、分布与晶界结构、晶粒尺寸及变形的关联信息；其次，采用耦合的原子/离散位错方法对位错与晶界间的相互作用进行计算模拟，研究晶界结构（角度、宽度等）和晶粒尺寸约束对晶内统计储存位错（SSD）和几何必需(GND)位错演化的影响；然后，结合实测和模拟结果进行位错统计动力学分析，旨在建立考虑晶界结构和晶粒尺寸约束的GND密度和SSD密度的动态演化方程。在此基础上，建立多晶细观变形的尺度效应与GND密度、材料强化与SSD和GND密度的内在联系，发展基于晶界约束机制的尺度相关塑性理论。显然，本项目不仅着眼于多晶细观变形机理及其本构的科学探讨，而且可为微结构的设计和安全评定提供理论和技术支持。