题目：γ-TiAl基合金本构方程及形变行为研究

γ-TiAl 基合金具有密度低、弹性模量高、高温强度高等突出优点，成为飞机发动机和火箭推进系统所用的新一代高温结构材料中的理想候选材料之一。但其存较低的室温塑性和断裂韧性，限制了材料的广泛应用。在室温服役中，由于反复使用内部有可能出现部分塑性变形，这些变形主要是通过裂纹的萌生与扩展表现出来，导致材料内部发生损伤，降低材料的整体性能。本文通过建立材料的本构方程，研究材料的强度、形变以及微观组织之间的关系，并通过材料在不同加载方式下的拉伸试验，对材料的形变行为进行全面研究。采用真空磁悬浮熔炼制备了Ti-48Al-2Cr-2Nb合金，通过控制冷却速度的热处理方法得到五种片层厚度分别为350nm、160nm、86nm、65nm、50nm的试验材料。经过力学性能测试，建立材料组织参数与宏观性能之间的关系，从弹性阶段至塑性范围及整个拉伸过程的流变应力范围内，建立片层厚度与拉伸应力、应变之间的关系，得到的本构方程形式如下：σ= (379 +0.05094λ-1/2)(1-exp(-ε/0.0028))。材料安全应用的考虑除了材料的本身微观参数外，还有实际应用条件如温度、拉伸速率等方面，除此以外还有加载方式对材料的形变行为也产生重要影响，本文就不同加载方式下的形变行为展开研究，分别进行原位拉伸直接拉断试验和原位拉伸反复加卸载荷试验。结果表明，直接加载至拉断试验中，材料在断裂前没有明显的塑性变形痕迹，裂纹形核位置单一，一旦产生裂纹，瞬间断裂，塑性变形几乎为零。在反复加卸载原位拉伸试验中发现，经过从低载荷到高载荷多次的反复加卸载后，材料的变形量变大，产生比较大的未回复变形，并且材料内部萌生裂纹位置增多。因此不同的加载方式下材料产生不同的形变行为。