韩雪平，周剑秋

（南京工业大学 机械与动力工程学院，江苏 南京 210009）

0 引 言

纳晶材料由于其独特的力学性能而引起了国内外研究人员广泛的关注[1-2]。一般来讲，相对于粗晶材料而言，纳晶材料虽然具有高强度，但其延展性很低，这种低延展性在很大程度上影响了纳晶材料的工程应用。

最近的研究表明，纳晶材料中剪切带的形成和发展是导致其延性降低、材料过早断裂的主要原因。Ramesh 等人[3]发现了在纳米Fe 的压缩过程中观察到的剪切带产生和发展的现象。Wei 等人[4]对块状纳晶W 在准静态和动态载荷下进行了压缩测试，结果显示有局部剪切化现象出现，并且剪切局部化现象随着变形的增加而增多。Ma 等人[5]发现在纳米Cu 的拉伸过程中也存在剪切带产生和发展的现象。此外，朱荣涛等人[6]对粗晶与纳晶镍片进行了拉伸试验，结果表明，粗晶镍的塑性变形是均匀的，而纳晶镍的塑性变形表现出局部剪切带化。刘龙飞等人[7]对金属玻璃发生剪切失稳形成剪切带的行为进行了分析。

综合上述研究可以发现，纳晶材料中的剪切带化现象已经成为材料塑性变形中不容忽视的一种机理。迄今为止，剪切带的本构模型和剪切带的基本物理特性仍没有定论，急需通过更先进的试验方法和完美的理论模型来加以验证。

最近，基于晶粒旋转的几何软化机理，Ramesh 等人[8]提出了一种纳晶剪切带演化的本构模型，该模型很好地预测了纳晶材料内剪切带的发展及剪切带宽度的变化，但是他们没有考虑晶粒取向分布对剪切带演化的影响。……