關于中國科學院金屬研究所張哲峰教授學術報告的通知

張哲峰

中國科學院金屬研究所，沈陽材料科學國家（聯合）實驗室

 

　 　 面心立方金屬是金屬材料家族中重要的成員，由于具有良好的加工與成型性，在工程中得到了廣泛應用。本項研究首先從揭示各種典型面心立方金屬與合金的疲勞損傷微觀機制入手，系統地研究了各種典型面心立方金屬與合金的疲勞位錯演化過程與形成機理，提出層錯能是控制其具有不同位錯組態的重要參數，同時也控制其最終疲勞開裂難易程度；在此基礎上，揭示了雙晶體與多晶體中大角晶界與孿晶界面的疲勞損傷與開裂機制，發現隨機大角晶界容易萌生疲勞裂紋，而各種孿晶界則相對難以萌生疲勞裂紋，并提出了孿晶界面萌生疲勞裂紋的臨界條件。通過對面心立方金屬滑移與孿生機制的認識，通過向銅中加入不同鋁含量來降低其層錯能，使其塑性變形機制逐漸以位錯滑移為主向孿生變形為主，發現在嚴重塑性變形條件下提高鋁元素含量（降低層錯能）有利于銅鋁合金的晶粒細化，最終使其拉伸強度與延伸率具有同步提高的趨勢；與此同時，發現其疲勞極限也隨鋁合金含量增加而同步提高。由于層錯能降低使其微觀組織結構更穩定，進而提高疲勞裂紋萌生阻力，表現為疲勞延性指數的增加，在宏觀上由于強化作用而增加了其疲勞強度系數。在此基礎上提出通過控制面心立方金屬的層錯能來改變其變形與損傷機制，進而實現提高強度、延伸率和疲勞強度的目的。

 

張哲峰博士 簡介：

　 　 男、1970年4月生，中國科學院金屬研究所研究員、博士生導師、副所長；沈陽材料科學國家（聯合）實驗室主任助理、材料疲勞與斷裂研究部主任。1992、1995年獲西安交通大學材料科學與工程系學士、碩士學位；1998年獲中國科學院金屬研究所博士學位；2000年“全國優秀博士學位論文獎”獲得者、2004年中國科學院“百人計劃”入選者、2006年國家杰出青年科學基金獲得者、德國“洪堡獎學金”獲得者和日本“科學振興會”資助研究員；國際強度委員會(ICSMA)委員、國際金屬機械疲勞委員會(ICMFM)委員、中國材料研究學會理事、中國材料研究學會疲勞分會秘書長/理事、中國材料研究學會青年委員會副主任/常務理事、Mater. Sci. Eng., A、Inter. J. Fatigue、《科學通報》與《金屬學報》刊物編委。

　 　 主要從事金屬材料力學行為、強韌化機制、疲勞損傷與壽命預測、斷裂機理與強度理論等方面研究工作。揭示了晶體學取向和層錯能對面心立方金屬低周疲勞位錯組態演化規律；揭示了具有不同晶界銅雙晶體的晶界疲勞開裂機理，提出了孿晶界面疲勞開裂的臨界判據；揭示了面心立方金屬與合金強韌化的層錯能效應，提出降低層錯能可同步提高拉伸強度與延伸率，同時也提高其疲勞強度。從宏觀和微觀兩方面揭示了非晶合金材料拉伸與壓縮剪切斷裂的不對稱性，歸納了各種非晶合金材料的一般性斷裂規律，通過對不同材料斷裂行為總結與力學分析，提出了一個新的統一拉伸斷裂準則-橢圓準則，將四個經典斷裂準則（最大正應力準則、屈特加準則、米塞斯準則和莫爾-庫侖準則）有機地統一起來。

　 　 研究結果在Acta Mater.、Phys. Rev. Lett.、Prog. Mater. Sci.、Nature Mater.等SCI刊物上發表論文220余篇，被 SCI論文引用3300余次，單篇論文引用370余次，在國際學術會議上作邀請報告20余次，部分研究成果獲“遼寧省自然科學二等獎”、遼寧省青年科技獎。