Science：金属晶体材料产生疲劳断裂的原因

纳米技术

2022-09-03

金属材料在受到不断增加的外部应力条件时将发生不可逆的变形，这导致在局部形成原子滑移，并且能够在遭受重复循环的应力时将导致疲劳断裂（fatigue failure）。

有鉴于此，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校J. C. Stinville等报道通过循环的变形过程研究大量的面心立方、六方密堆积、体心立方材料在循环变形的最初的循环阶段导致产生疲劳断裂效应的原因。

本文要点

（1）

通过研究，发现并且给出了屈服强度、极限抗拉强度、早期的局部滑移现象之间的定量关系变化的规律，通过第一次加载过程中滑移现象的幅度，能够预测金属合金材料由于滑移变形导致的疲劳断裂强度。

（2）

这项研究发现为广为人知的经验金属疲劳定律给出了物理学基础，而且实现了一种通过测试滑移幅度情况进行快速预测疲劳强度的方法。

参考文献

J. C. Stinville*, M. A. Charpagne, A. Cervellon, S. Hemery, F. Wang, P. G. Callahan, V. Valle, T. M. Pollock, On the origins of fatigue strength in crystalline metallic materials, Science, 2022, 377 (6610), 1065-1071

DOI: 10.1126/science.abn0392

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn0392