Mechanical behavior and deformation mechanism of <?A3B2 ACK?>high-strength metallic wires

金属丝材作为一类独特的结构及功能材料,具有悠久的发展历史,并在能源、交通、海洋船舶和国防等领域发挥着不可替代的作用。目前,人们已经发展多种成熟的丝材加工工艺,并涌现出包含珠光体钢丝、非晶合金丝和高熵合金丝等在内的多种高强韧金属丝材。其中,传统珠光体钢丝保持着金属丝材最高抗拉强度的世界纪录,而新型高熵合金丝材成功克服了传统丝材强度与塑性之间的矛盾关系和低温脆性的问题,显示出在复杂服役环境下的巨大应用潜力。由于金属丝材各异的微观结构和物理化学特性,其表现出各自独特的力学行为和复杂迥异的强塑性变形机理。诸如珠光体钢丝、高熵合金丝等多晶合金丝材的高强度主要源于界面强化、位错强化和析出强化等多种强化机制的共同作用,而非晶合金丝材的高强度则源于其本征的原子无序结构。多晶合金丝材的塑性变形涉及位错运动、层错扩展、变形孪生、相变以及彼此之间的相互作用等多种复杂的塑性变形机理,而非晶合金丝材的塑性变形则主要与流动缺陷的激活与聚集有关。为了进一步实现金属丝材强韧化,研究学者们提出了合金成分调控、微观组织细化和不均匀结构设计等有效途径。随着金属丝直径的减小,变形尺寸效应显现,考虑尺寸效应的应变梯度塑性理论相继发展并有效应用于金属丝材力学行为描述。本文对金属丝材的发展历史、制备工艺和典型高强金属丝材的力学行为、强塑性变形机理以及本构模型进行了回顾与综述,并对未来研究值得关注的方向提出了几点展望。