第３ ６ 卷第４ 期昆Ｎ Ｎ － ｒ 大学学报（ 自然科学版）Ｖ ０ １． ３６Ｎ ｏ ． ４２０ １１年８ 月Ｊｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌｏ ｆＫ ｕ ｎ ｍ ｉｎ ｇ Ｕ ｎ ｉｖ ｅ ｒ ｓｉｔｙｏ ｆ Ｓ ｃ ｉｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌｏ ｇ ｙ （ Ｎ ａ ｔｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉｅ ｎ ｃ ｅＥ ｄ ｉｔｉｏ ｎ ）Ａ ｕ ｇ ． ２ ０ １１ｄ ｏ ｉ： １０． ３９６９／ｊ． ｉｓｓｎ ． １００７ —８５５ｘ ． ２０１１． ０ ４ ． ０ ０ ５Ｃ ｕ 及Ｃ ｕ —Ｚ ｎ 合金压缩行为机理的研究梁晓光， 伞星源， 杨（ 昆明理工大学材料科学与工程学院， 云南昆明６ ５０ ０ ９ ３）鹏， 程莲萍， 朱心昆摘要： 通过Ｃ ｕ 及Ｃ ｕ —ｚ ｎ 合金的压缩实验， 分析了不同层错能Ｃ ｕ 及Ｃ ｕ —ｚ ｎ 合金的压缩真应力一真应变曲线， 提出把Ｃ ｕ 及Ｃ ｕ —Ｚ ｎ 合金加工硬化行为以０ ． １的应变量为界点分为两个不同的阶段． ０． １应变量之前的材料强化机理很复杂， 主要受孪生、 固溶强化、 有序强化、 位错胞等的综合影响， 使得Ｃ ｕ 、 Ｃ ｕ 一１０ ％Ｚ ｎ 、 Ｃ ｕ 一２０ ％Ｚ ｎ 和Ｃ ｕ 一３０ ％Ｚ ｎ 的强度在０ ． １应变量前依次递减．当应变量超过０ ． １， 材料的强化机制主要包括细晶强化与变形孪晶强化， 随着层错能的降低材料的强塑性提高． 本实验详细研究了Ｃ ｕ 及Ｃ ｕ —Ｚ ｎ 合金加工硬化行为及微结构演变机理， 为更好地了解超细晶材料的机械变形行为以及提高材料强塑性提供参考．关键词： Ｃ ｕ 及Ｃ ｕ —ｚ ｎ 合金； 层错能； 固溶强化； 有序强化； 细晶强化； 变形孪晶中图分类号： Ｔ Ｇ ｌ４ ６． １文献标识码： Ａ文章编号： １０ ０ ７ —８ ５５ｘ （ ２０ １１）０ ４ —０ ０ ２３—０ ６Ｓ ｔｕ ｄ ｙｏ ｎ Ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉｓｍｏ ｆＣ ｏ ｍ ｐ ｒ ｅ ｓｓｉｏ ｎＢ ｅ ｈ ａ ｖ ｉｏ ｒ ｏ ｆ Ｃ Ｕａ ｎ ｄＣ ｕ ． Ｚ ｎＡ ｌｌｏ ｙ ｓＬ ＩＡ Ｎ ＧＸ ｉａ ｏ —ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ， Ｓ Ａ ＮＸ ｉｎ ｇ —ｙ ｕ ａ ｎ ， Ｙ Ａ Ｎ Ｇ Ｐ ｅ ｎ ｇ ， Ｃ Ｈ Ｅ Ｎ Ｌ ｉａ ｎ —ｐ ｉｎ ｇ ， Ｚ Ｈ ＵＸ ｉｎ —ｋ ｕ ｎ（ Ｆ ａ ｃｕ ｌｔｙ ｏ ｆ Ｍ ａ ｔｅ ｒ ｉａ ｌｓ Ｓ ｃ ｉｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄＥ ｎ ｇ ｉｎ ｅ ｅ ｒ ｉｎ ｇ ， Ｋ ｕ ｎ ｍ ｉｎ ｇ Ｕ ｎ ｉｖ ｅ ｒ ｓｉｔｙｏ ｆ Ｓ ｃ ｉｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌｏ ｇ ｙ ， Ｋ ｕ ｎ ｍ ｉｎ ｇ６ ５０ ０ ９ ３， Ｃ ｈ ｉｎ ａ ）Ａ ｂ ｓｔｒ ａ ｃ ｔ： Ｔ ｈ ｅｔｒ ｕ ｅ ｓｔｒ ｅ ｓｓ ｔｒｕ ｅ ｓｔｒ ａ ｉｎｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｃ ｕ ａ ｎ ｄＣ ｕ —Ｚ ｎａ ｌｌｏ ｙ ｓｏ ｆ ｄ ｉｆ ｆ ｅｒｅｎ ｔｓｔａ ｃｋ ｉｎ ｇｆ ａ ｕ ｌｔｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙａ ｒ ｅａ ｎ ａ ｌｙ ｚ ｅ ｄｉｎ ｔｈ ｉｓｐ ａ ｐ ｅ ｒ ． Ｂ ａ ｓｅ ｄｏ ｎｔｈ ｅｃ ｏ ｍ ｐ ｒ ｅ ｓｓｉｏ ｎｔｅ ｓｔｓ ｉｔ ｉｓｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓｅ ｄｔｈ ａ ｔ ｔｈ ｅ ｗ ｏ ｒ ｋｈ ａ ｒ ｄ ｅ ｎ ｉｎ ｇｂ ｅ ｈ ａ ｖ ｉｏ ｒｏ ｆ Ｃ ｕ ａ ｎ ｄＣ ｕ —Ｚ ｎ ａｌ—ｌｏ ｙ ｓｓｈ ｏ ｕ ｌｄ ｂ ｅｄ ｉｖ ｉｄ ｅ ｄ ｔ ｗ ｏｄ ｉｓｔｉｎ ｃｔｓｔａ ｇ ｅ ｓ ｂ ｙ ｄ ｅ ｆ ｉｎ ｉｎ ｇａ ｔｒｕ ｅ ｔｒ ａ ｉｎ ｏ ｆ ０． １ ａ ｓ ｔｈ ｅｄ ｉｖ ｉｄ ｉｎ ｇ ｐ ｏ ｉｎ ｔ． Ｔ ｈ ｅｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉｓｍｏ ｆｍ ａ ｔｅｒ ｉａ ｌｓ ｉｓｖ ｅ ｒ ｙ ｃ ｏ ｍ ｐ ｌｉｃ ａ ｔｅ ｄｂ ｅ ｌｏ ｗｔｈ ｅ ｔｒｕ ｅ ｓｔｒ ａ ｉｎ ｏ ｆ ０ ． １． Ｔ ｈ ｅｓｔｒ ｅｎ ｇ ｔｈｏ ｆＣ ｕ ， Ｃ ｕ ． １０ ％Ｚ ｎ ， Ｃ ｕ － ２ ０ ％Ｚ ｎａ ｎ ｄＣ ｕ ‘３ ０ ％Ｚ ｎ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓｅ ｗ ｉｔｈｉｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓｉｎ ｇ ｓｔｒ ａ ｉｎ ， ｗ ｈ ｉｃ ｈｉｓｅｓｐ ｅｃｉａ ｌｌｙａ ｆ ｆ ｅｃｔｅｄｂ ｙ ｔｗ ｉｎ ｎ ｉｎ ｇ ， ｓｏ ｌｉｄｓｏ ｌｕ ｔｉｏ ｎｓｔｒ ｅｎ ｇ ｔｈ ｅ－ｕ ｉｎ ｇ ， ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｉｎ ｇ ｓｔｒ ｅ ｎ ｇ ｔｈ ｅ ｎ ｉｎ ｇａ ｎ ｄｄ ｉｓｌｏ ｃａ ｔｉｏ ｎ ｃ ｅ ｌｌｓ． Ｏ ｖ ｅ ｒ ｔｈ ｅ ｔｒｕ ｅ ｓｔｒ ａ ｉｎ ｏ ｆ０ ． １， ｔｈ ｅｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉｓｍｏ ｆ ｍ ａ ｔｅｒ ｉａ ｌｓｍ ａ ｉｎ —ｌｙｉｎ ｃ ｌｕ ｄ ｅ ｓ ｆ ｉｎ ｅｇ ｒ ａ ｉｎ ｓｔｒ ｅ ｎ ｇ ｔｈ ｅ ｎ ｉｎ ｇａ ｎ ｄｔｈ ｅｓｔｒ ｅ ｎ ｇ ｔｈ ｅ ｎ ｉｎ ｇｏ ｆ ｄ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔｉｏ ｎ ｔｗ ｉｎ ｓ． Ｔ ｈ ｅｓｔｒ ｅｎ ｇ ｔｈａ ｎ ｄｄ ｕ ｃｔｉｌｉｔｙｏ ｆ ｍ ａ －ｔｅｒｉａ ｌｓ ｉｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓｅ ｗ ｉｔｈｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓｉｎ ｇ ｓｔａ ｃｋ ｉｎ ｇｆ ａ ｕ ｌｔｅｎ ｅｒ ｇ ｙ ． Ｔ ｈ ｉｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｓｙ ｓｔｅｍ ａ ｔｉｃａ ｌｌｙｓｔｕ ｄ ｉｅｓ ｔｈ ｅ ｗ ｏ ｒ ｋｈ ａ ｒ ｄ ｅ ｎ ｉｎ ｇｂ ｅ －ｈ ａ ｖ ｉｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｔｈ ｅｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉｓｍｏ ｆ ｍ ｉｃｒ ｏ ｓｔｒ ｕ ｃｔｕ ｒ ａ ｌ ｅ ｖ ｏ ｌｕ ｔｉｏ ｎ ｏ ｆ Ｃ ｕ ａ ｎ ｄ Ｃ ｕ － Ｚ ｎａ ｌｌｏ ｙ ｓ， ｐ ｒ ｏ ｖ ｉｄ ｉｎ ｇａｓｉｇ ｎ ｉｆ ｉｃａ ｎ ｔ ｇ ｕ ｉｄ ａ ｎ ｃ ｅｆ ｏ ｒｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｓｔａ ｎ ｄ ｉｎ ｇｔｈ ｅ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉｃ ａ ｌ ｂ ｅ ｈ ａ ｖ ｉｏ ｒａ ｎ ｄａ ｃ ｈ ｉｅ ｖ ｉｎ ｇｈ ｉｇ ｈ ｓｔｒ ｅｎ ｇ ｔｈａ ｎ ｄｄ ｕ ｃｔｉｌｉｔｙｏ ｆ Ｕ Ｆ Ｇａ ｌｌｏ ｙ ｓ．Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒ ｄ ｓ： Ｃ ｕａ ｎ ｄＣ ｕ － Ｚ ｎａ ｌｌｏ ｙ ； ｓｔａ ｃ ｋ ｉｎ ｇｆ ａ ｕ ｌｔｅｎ ｅｒｇ ｙ ； ｓｏ ｌｉｄｓｏ ｌｕ ｔｉｏ ｎｓｔｒ ｅ ｎ ｇ ｔｈ ｅ ｎ ｉｎ ｇ ； ｆ ｉｎ ｅ ｇ ｒ ａ ｉｎ ｓｔｒ ｅｎ ｇ ｔｈ ｅｎ ｉｎ ｇ ；ｄ ｅｆ ｏ ｒ ｌｎ ａ ｔｉｎ ｎ ｔｗ ｉｎ０ 引言在纯铜中加入锌元素可以降低纯铜的层错能， 纯铜的层错能约为８ ０ ｍ Ｊ／ｍ ２， 随着锌含量的增加合金层错能逐渐降低， 锌质量分数为１０ ％、 ２０ ％、 ３０ ％铜锌合金的层错能分别为３６ 、 １８ 、 １４ ｍ Ｊ／ｍ ２． 低层错能材料中不完全位错之间的分离很大， 进而阻碍了交滑移， 层错能在Ｃ ｕ 及ｃ ｕ —ｚ ｎ 面心立方固溶合金材料的变形中的作用已经被普遍地研究…． Ｃ ｕ 及Ｃ ｕ —ｚ ｎ 合金真应力一真应变压缩曲线中， 由于层错能的不同使得材料表现出不同压缩行为． 在压缩应变量较大的塑性变形过程中， 试样内部的组织结构发生显著的变收稿日期： ２０ １１—０ ６—２１． 基金项目： 基金项目： 国家自然科学基金项目（ ５０ ８ ７ ４ ０ ５６）．作者简介： 梁晓光（ １９ ８ ４ 一）， 男， 硕士研究生． 主要研究方向： 纳米体材料制造． Ｅ —ｍ ａ ｉｌ： ｌｘ ９ ８ ５２１＠ ｙ ａ ｈ ｏ ｏ ． ｏ ｎ通信作者： 朱心昆（ １９ ５９ 一）， 博士， 教授， 博导． 主要研究方向： 金属材料．万方数据
