Mechanical properties for materials

Mechanical properties for materials

The mechanical properties of nanocrystalline materials are reviewed, with emphasis on their constitutive response and on the fundamental physical mechanisms. In a brief introduction, the most important synthesis methods are presented. A number of aspects of mechanical behavior are discussed, including the deviation from the Hall–Petch slope and possible negative slope, the effect of porosity, the difference between tensile and compressive strength, the limited ductility, the tendency for shear localization, the fatigue and creep responses. The strain-rate sensitivity of FCC metals is increased due to the decrease in activation volume in the nanocrystalline regime; for BCC metals this trend is not observed, since the activation volume is already low in the conventional polycrystalline regime. In fatigue, it seems that the S–N curves show improvement due to the increase in strength, whereas the da/dN curve shows increased growth velocity (possibly due to the smoother fracture requiring less energy to propagate). The creep results are conflicting: while some results indicate a decreased creep resistance consistent with the small grain size, other experimental results show that the creep resistance is not negatively affected. Several mechanisms that quantitatively predict the strength of nanocrystalline metals in terms of basic defects (dislocations, stacking faults, etc.) are discussed: break-up of dislocation pile-ups, core-and-mantle, grain-boundary sliding, grain-boundary dislocation emission and annihilation, grain coalescence, and gradient approach. Although this classification is broad, it incorporates the major mechanisms proposed to this date. The increased tendency for twinning, a direct consequence of the increased separation between partial dislocations, is discussed. The fracture of nanocrystalline metals consists of a mixture of ductile dimples and shear regions; the dimple size, while much smaller than that of conventional polycrystalline metals, is several times larger than the grain size. The shear regions are a direct consequence of the increased tendency of the nanocrystalline metals to undergo shear localization.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

คุณสมบัติทางกลสำหรับวัสดุThe mechanical properties of nanocrystalline materials are reviewed, with emphasis on their constitutive response and on the fundamental physical mechanisms. In a brief introduction, the most important synthesis methods are presented. A number of aspects of mechanical behavior are discussed, including the deviation from the Hall–Petch slope and possible negative slope, the effect of porosity, the difference between tensile and compressive strength, the limited ductility, the tendency for shear localization, the fatigue and creep responses. The strain-rate sensitivity of FCC metals is increased due to the decrease in activation volume in the nanocrystalline regime; for BCC metals this trend is not observed, since the activation volume is already low in the conventional polycrystalline regime. In fatigue, it seems that the S–N curves show improvement due to the increase in strength, whereas the da/dN curve shows increased growth velocity (possibly due to the smoother fracture requiring less energy to propagate). The creep results are conflicting: while some results indicate a decreased creep resistance consistent with the small grain size, other experimental results show that the creep resistance is not negatively affected. Several mechanisms that quantitatively predict the strength of nanocrystalline metals in terms of basic defects (dislocations, stacking faults, etc.) are discussed: break-up of dislocation pile-ups, core-and-mantle, grain-boundary sliding, grain-boundary dislocation emission and annihilation, grain coalescence, and gradient approach. Although this classification is broad, it incorporates the major mechanisms proposed to this date. The increased tendency for twinning, a direct consequence of the increased separation between partial dislocations, is discussed. The fracture of nanocrystalline metals consists of a mixture of ductile dimples and shear regions; the dimple size, while much smaller than that of conventional polycrystalline metals, is several times larger than the grain size. The shear regions are a direct consequence of the increased tendency of the nanocrystalline metals to undergo shear localization.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

สมบัติทางกลของวัสดุคุณสมบัติทางกลของวัสดุ nanocrystalline จะมีการทบทวนโดยเน้นการตอบสนองที่เป็นส่วนประกอบของพวกเขาและในกลไกทางกายภาพพื้นฐาน ในการแนะนำสั้น ๆ , วิธีการสังเคราะห์ที่สำคัญที่สุดจะถูกนำเสนอ จำนวนของด้านของพฤติกรรมทางกลจะกล่าวถึงรวมถึงการเบี่ยงเบนจากความลาดชันฮอลล์เพชรและความลาดชันเชิงลบที่เป็นไปได้, ผลกระทบของความพรุน, ความแตกต่างระหว่างแรงดึงและแรงอัด, ความเหนียว จำกัด แนวโน้มสำหรับการแปลเฉือนความเมื่อยล้าและ การตอบสนองคืบ ไวความเครียดอัตราของโลหะ FCC จะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการลดลงของปริมาณยืนยันการใช้งานในระบอบการปกครอง nanocrystalline; สำหรับโลหะ BCC แนวโน้มนี้จะไม่ได้สังเกตเนื่องจากปริมาณการยืนยันการใช้งานที่มีอยู่แล้วในระดับต่ำในระบอบการปกครอง polycrystalline ธรรมดา ในความเหนื่อยล้ามันก็ดูเหมือนว่าเส้นโค้ง S-N แสดงการปรับปรุงเนื่องจากการเพิ่มขึ้นในความแข็งแรงในขณะที่ดา / โค้ง dN แสดงให้เห็นถึงการเจริญเติบโตที่เพิ่มขึ้นความเร็ว (อาจจะเป็นเพราะการแตกหักนุ่มนวลที่ต้องการพลังงานน้อยลงเพื่อเผยแพร่) ผลคืบมีความขัดแย้งกันในขณะที่ผลบางอย่างบ่งบอกถึงความคืบต้านทานลดลงสอดคล้องกับขนาดของเมล็ดข้าวขนาดเล็กอื่น ๆ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าความต้านทานคืบจะไม่ได้รับผลกระทบ กลไกหลายอย่างที่คาดการณ์ปริมาณความแข็งแรงของโลหะ nanocrystalline ในแง่ของข้อบกพร่องล่าง (กระทบซ้อนผิดพลาดอื่น ๆ ) จะกล่าวถึง: แบ่งขึ้นจากการเคลื่อนที่กองป๊แกนและเสื้อคลุมเมล็ดเขตแดนเลื่อนข้าวเขตแดน การปล่อยการเคลื่อนที่และการทำลายล้าง, การเชื่อมต่อกันของเมล็ดข้าวและวิธีการไล่ระดับสี แม้ว่าการจัดหมวดหมู่นี้เป็นวงกว้างจะประกอบด้วยกลไกที่สำคัญที่นำเสนอในวันนี้ แนวโน้มที่เพิ่มขึ้นสำหรับการจับคู่เป็นผลโดยตรงของการแยกที่เพิ่มขึ้นระหว่างผลกระทบบางส่วนมีการกล่าวถึง การแตกหักของโลหะ nanocrystalline ประกอบด้วยส่วนผสมของลักยิ้มเหนียวและภูมิภาคเฉือน; ขนาดลักยิ้มในขณะที่มีขนาดเล็กกว่าที่ทำจากโลหะ polycrystalline ทั่วไปมีหลายครั้งที่มีขนาดใหญ่กว่าขนาดของเมล็ดข้าว ภูมิภาคเฉือนเป็นผลโดยตรงจากการมีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นของโลหะ nanocrystalline จะได้รับการแปลเฉือน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

สมบัติเชิงกลของวัสดุ

คุณสมบัติเชิงกลของวัสดุ nanocrystalline ดู เน้นการตอบสนองพฤติกรรมของพวกเขาและบนพื้นฐานทางกลไก ในสั้นเบื้องต้น วิธีการสังเคราะห์ที่สำคัญที่สุดได้แก่ จำนวนของระดับของพฤติกรรมทางกลกล่าวรวมทั้งความเบี่ยงเบนจากหอ–เพชร ความลาดชันและลาดเชิงลบที่เป็นไปได้ ผลของความพรุน ความแตกต่างระหว่างแรงดึงและแรงอัด , ความเหนียวจำกัด แนวโน้มสำหรับตัด จำกัด , ความเมื่อยล้าและการตอบสนองการคืบ อัตราความเครียดความไวของ FCC โลหะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการลดลงของปริมาณการเปิดใช้งานในระบบ nanocrystalline ;สำหรับ BCC โลหะแนวโน้มนี้จะไม่ได้สังเกต เนื่องจากการปริมาณอยู่ต่ำในระบบการปกครองเป็นของธรรมดา ความเหนื่อย , ดูเหมือนว่า S ) N เส้นโค้งแสดงการปรับปรุงเนื่องจากการเพิ่มขึ้นในความแข็งแกร่ง ส่วน โค้ง ดา / DN แสดงการเพิ่มความเร็ว ( อาจจะเนื่องจากการใช้พลังงานน้อยลงจนทำให้เรียบ แตก ) ผลลัพธ์ : การขัดแย้งกันในขณะที่บางกลุ่มเริ่มลดลงความต้านทานที่สอดคล้องกับผลการทดลองเมล็ดขนาดเล็กอื่น ๆแสดงให้เห็นว่าต้านทานคืบ จะไม่ได้รับผลกระทบในทางลบ หลายกลไกที่ใช้ทำนายความแข็งแรงของ nanocrystalline โลหะในแง่ของข้อบกพร่องพื้นฐาน ( หลุดไปสุมความผิดพลาด ฯลฯ ) มีการกล่าวถึง : แยกทาง เคลื่อนกอง UPS , หลักและหิ้งขอบเลื่อนเม็ด , เม็ดหลุดและขอบเขตการทำลายการรวมตัว , เมล็ดและวิธีการลาด . แม้ว่าประเภทนี้เป็นกว้าง มันประกอบด้วยหลักกลไกเสนอวันที่นี้ ส่วนแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นสำหรับการบิด , ผลโดยตรงของการเพิ่มการแยกระหว่างหลุดไปบางส่วนนี้ร้าว nanocrystalline ประกอบด้วยส่วนผสมของโลหะอ่อน ลักยิ้ม เฉือนและภูมิภาค ลักยิ้มขนาดในขณะที่มีขนาดเล็กกว่าที่ปกติผลึกโลหะ มีหลายครั้งมีขนาดใหญ่กว่าเม็ดขนาด เฉือนภูมิภาคเป็นผลโดยตรงของแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นของโลหะผ่าน nanocrystalline เฉือนจำกัด .