张一帆  (讲师)

课题组在金属材料韧脆转变定量表征中取得重要进展

韧脆转变（DBT）行为是bcc金属的重要性能参数之一，在其韧脆转变温度（DBTT）附近bcc金属将发生剧烈的韧性-脆性变换从而导致性能的急剧变化，故而这一参数的定量测试直接关系到材料服役安全。现有测试DBTT的主要方法是厦比冲击试验，通过在不同温度下测试冲击功来定量表征DBTT。然而，厦比冲击试样尺寸较大，对于核环境下服役的材料而言进行如此大尺寸的测试需要承担额外的放射性，由此带来的时间、经济和安全成本剧增。故而，研究人员一直试图使用小样品测试来表征材料的DBT行为，开发了通过小尺寸厦比冲击试验、三点抗弯试验、小尺寸拉伸实验等方法来描述DBT行为。然而这些实验都依赖于力学性能测试结果，这在小尺寸样品中通常是极不稳定的，由此导致了较大的不确定度。

在此基础上，课题组提出了基于位错扩展与增殖的DBT定量表征方法。该方法通过小尺寸拉伸实验进行，但是不依赖力学性能数据，而是通过对断口处的位错密度进行定量表征来衡量材料的DBT行为。该方法与主流的多种小尺寸测试方法对照后具有较高的可行性，为小尺寸样品的DBT行为表征提供了一种新的思路和方案。相关研究论文已经发表在材料科学与工程TOP期刊Journal of Alloys and Compounds上。

论文链接：A model to evaluate the ductile-to-brittle transition of bcc-W based on small tensile test and dislocation characterization