层状细晶－纳米晶低碳钢板的疲劳性能与机制研究

首先制备出具有层状复合特征的细晶－纳米晶粒低碳钢板，测量疲劳寿命及裂纹扩展速率等性能，确定层状晶粒对疲劳性能的影响；应用TEM-SEM同位观察方法，表征疲劳中层状细晶－纳米晶界面的变形、位错在界面间运动及位错－界面的相互作用；确定位错－界面组态与表面塑性变形的关系；观察疲劳裂纹过层状界面扩展的特征；研究纳米级析出相在疲劳过程中的行为；综合分析疲劳微观过程对疲劳性能的影响，确定疲劳机制。.低碳钢晶粒细化后疲劳性能有所降低，但层状细晶－纳米晶粒低碳钢板具有内生复合特征，有可能象复合材料一样具备优异疲劳性能。因而确定细化的层状复合晶粒与疲劳性能的关系，表征细晶－纳米晶界面的疲劳变形、位错－界面相互作用等对疲劳性能的影响，是相关新型结构材料、疲劳断裂以及金属界面等多个领域的重要科学问题，对拓展与深化材料疲劳机制研究、掌握金属细晶－纳米晶界面的力学性质、发展超细晶结构材料等，都具有重要的科学意义。