Plastic anisotropy and associated deformation mechanisms in nanotwinned metals
Source abstract
Abstract
Abstract Anisotropic plastic deformation in columnar-grained copper in which preferentially oriented nanoscale twins are embedded is studied by experimental testing, crystal plasticity modeling and molecular dynamics simulations. The dominant deformation mechanism can be effectively switched among three dislocation modes, namely dislocation glide in between the twins, dislocation transfer across twin boundaries, and dislocation-mediated boundary migration, by changing the loading orientation with respect to the twin planes. The controllable switching of deformation mechanisms not only leads to a marked dependence of yield strength on loading orientation, but also induces a strong orientation dependence of strain hardening that can be critical for retaining tensile ductility. These results demonstrate a new route for tailoring both nanostructure and loading to control the deformation mechanisms in order to achieve the desired mechanical properties in engineering materials.
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Research context
OpenAlex topics: Microstructure and mechanical properties · Aluminum Alloys Composites Properties · High-Velocity Impact and Material Behavior
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References (54)
Show source-provided references
1. Courtney · 2000
2. Meyers · Prog Mater Sci · 2006 · 51 · 42710.1016/j.pmatsci.2005.08.003 ↗
3. Lu · Science · 2009 · 324 · 34910.1126/science.1159610 ↗
4. Koch · MRS Bull · 1999 · 24 · 5410.1557/S0883769400051551 ↗
5. Lu · Science · 2004 · 304 · 42210.1126/science.1092905 ↗
6. Shen · Scr Mater · 2005 · 52 · 98910.1016/j.scriptamat.2005.01.033 ↗
7. Chen · Scr Mater · 2011 · 64 · 31110.1016/j.scriptamat.2010.10.015 ↗
8. Zhang · Acta Mater · 2004 · 52 · 99510.1016/j.actamat.2003.10.033 ↗
9. Zhang · Appl Phys Lett · 2004 · 84 · 109610.1063/1.1647690 ↗
10. Chen · Scr Mater · 2007 · 57 · 13310.1016/j.scriptamat.2007.03.029 ↗
11. Lu · Acta Mater · 2005 · 53 · 216910.1016/j.actamat.2005.01.031 ↗
12. Lu · Science · 2009 · 323 · 60710.1126/science.1167641 ↗
13. Li · Nature · 2010 · 464 · 87710.1038/nature08929 ↗
14. You · Acta Mater · 2011 · 59 · 692710.1016/j.actamat.2011.07.044 ↗
15. Dao · Acta Mater · 2006 · 54 · 542110.1016/j.actamat.2006.06.062 ↗
16. Jerusalem · Acta Mater · 2008 · 56 · 464710.1016/j.actamat.2008.05.033 ↗
17. Zhu · Acta Mater · 2011 · 59 · 554410.1016/j.actamat.2011.05.027 ↗
18. Jin · Scr Mater · 2006 · 54 · 116310.1016/j.scriptamat.2005.11.072 ↗
19. Jin · Acta Mater · 2008 · 56 · 112610.1016/j.actamat.2007.11.020 ↗
20. Zhu · Scr Mater · 2012 · 66 · 84310.1016/j.scriptamat.2012.01.031 ↗
21. Hazzledine · Mater Sci Eng A · 1995 · 192–193 · 34010.1016/0921-5093(94)03216-5 ↗
22. Dimiduk · Metall Mater Trans A · 1998 · 29 · 3710.1007/s11661-998-0157-3 ↗
23. Inui · Acta Metall Mater · 1992 · 40 · 309510.1016/0956-7151(92)90472-Q ↗
24. Werwer · Int J Plast · 2006 · 22 · 168310.1016/j.ijplas.2006.02.005 ↗
25. Fujiwara · Philos Mag A · 1990 · 61 · 59110.1080/01418619008231937 ↗
26. Mara · Appl Phys Lett · 2010 · 97 · 02190910.1063/1.3458000 ↗
27. Berendsen · J Chem Phys · 1984 · 81 · 368410.1063/1.448118 ↗
28. Mishin · Phys Rev B · 2001 · 63 · 22410610.1103/PhysRevB.63.224106 ↗
29. Nosé · J Chem Phys · 1984 · 81 · 51110.1063/1.447334 ↗
30. Tuckerman · J Chem Phys · 1992 · 97 · 199010.1063/1.463137 ↗
31. Van Swygenhoven · Phys Rev B · 2000 · 62 · 83110.1103/PhysRevB.62.831 ↗
32. Schiotz · Science · 2003 · 301 · 135710.1126/science.1086636 ↗
33. Wolf · Acta Mater · 2005 · 53 · 110.1016/j.actamat.2004.08.045 ↗
34. Bunge · J Appl Cryst · 1969 · 2 · 11610.1107/S0021889869006704 ↗
35. Bate · Acta Metall · 1981 · 29 · 179710.1016/0001-6160(81)90106-1 ↗
36. Kocks · Text Microstruct · 1991 · 14–18 · 110310.1155/TSM.14-18.1103 ↗
37. Hansen · Acta Metall Mater · 1992 · 40 · 326510.1016/0956-7151(92)90040-L ↗
38. Winther · Acta Mater · 1997 · 45 · 245510.1016/S1359-6454(96)00345-X ↗
39. Taylor · J Inst Metals · 1938 · 62 · 307
40. Afanasyev · Nano Lett · 2007 · 7 · 205610.1021/nl070959l ↗
41. Cao · Appl Phys Lett · 2007 · 90 · 15190910.1063/1.2721367 ↗
42. Shabib · Acta Mater · 2009 · 57 · 436410.1016/j.actamat.2009.05.028 ↗
43. Stukowski · Phys Rev B · 2010 · 82 · 22410310.1103/PhysRevB.82.224103 ↗
44. Field · Mater Sci Eng A · 2004 · 372 · 17310.1016/j.msea.2003.12.044 ↗
45. Wang · Philos Mag Lett · 2007 · 87 · 93510.1080/09500830701591493 ↗
46. Froseth · Acta Mater · 2004 · 52 · 225910.1016/j.actamat.2004.01.017 ↗
47. Li · Phys Rev B · 2009 · 79 · 07544410.1103/PhysRevB.79.075444 ↗
48. Merz · J Appl Phys · 1975 · 46 · 323510.1063/1.322048 ↗
49. Zhang · Appl Phys Lett · 2006 · 88 · 17311610.1063/1.2198482 ↗
50. Anderoglu · Appl Phys Lett · 2008 · 93 · 08310810.1063/1.2969409 ↗
51. Anderoglu · J Appl Phys · 2008 · 103 · 09432210.1063/1.2913322 ↗
52. Nix · Metall Mater Trans · 1989 · A20 · 221710.1007/BF02666659 ↗
53. Misra · Acta Mater · 2005 · 53 · 481710.1016/j.actamat.2005.06.025 ↗
54. Kalidindi · J Mech Phys Solid · 1992 · 40 · 53710.1016/0022-5096(92)80003-9 ↗