太原理工大学 | JMRT | CPFEM模拟与实验耦合表征纳米晶NiTi形状记忆合金中温塑性变形尺寸效应及微观机制

图1展示了Ni₅₀.₇Ti₄₉.₃ SMA经局部包套压缩和450°C退火4、8、12小时后的TEM明场像。随着退火时间增加，晶粒尺寸逐渐增大。经统计测量，退火4小时样品平均晶粒尺寸66.7 nm，8小时样品88.2 nm，12小时样品98.5 nm。

图2展示了用于CPFEM模拟的纳米晶Ni₅₀.₇Ti₄₉.₃ SMA单轴压缩RVE模型。模型尺寸均为300×300×300 nm³。图2(a)为66.75 nm-NiTi模型（161个晶粒），图2(b)为88.23 nm-NiTi模型（68个晶粒），图2(c)为98.54 nm-NiTi模型（48个晶粒）。

图3展示了三个RVE模型的初始织构极图。图3(a)为66.75 nm-NiTi模型，图3(b)为88.23 nm-NiTi模型，图3(c)为98.54 nm-NiTi模型。极图显示初始织构为随机分布。

图8展示了66.75 nm-NiTi模型在不同变形度（10%、20%、30%）下的织构演化。图8(a)为反极图，图8(b)为极图。随着变形度增加，(001)极密度逐渐减小，(111)极密度逐渐增大，表明形成了强γ纤维织构{111}<uvw>。

图12展示了66.75 nm-NiTi模型在不同变形度（5%、10%、15%、20%、30%）下的SSD密度、GND密度和Schmid因子分布。SSD和GND在晶界处积累，低Schmid因子晶粒具有更高的GND密度。No. 64晶粒（平均Schmid因子0.285）的GND密度为3.67×10¹⁵ m⁻²，高于No. 52晶粒（Schmid因子0.447）的2.55×10¹⁵ m⁻²。

图18展示了三个RVE模型中代表性单个晶粒在不同变形度（6%、10%、20%、30%）下的GND密度分布。图18(a)为66.75 nm-NiTi模型的No. 75晶粒，图18(b)为88.23 nm-NiTi模型的No. 65晶粒，图18(c)为98.54 nm-NiTi模型的No. 26晶粒。从晶界到晶内存在显著的GND密度梯度，随变形增加梯度逐渐减弱，并观察到晶粒旋转。