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关于层错能(SFE)对面心立方(FCC)金属晶体疲劳位错结构的影响已经取得了较为系统的研究结果,但其对疲劳位错结构热稳定性的影响研究还少见报道。本论文选取了具有明显不同层错能的三种FCC金属晶体(Al、Cu和Cu-16at.%Al)作为研究对象,先进行恒应变幅控制的疲劳试验,之后在不同温度下退火处理,利用SEM-ECC和TEM技术对退火前后的微观结构进行观察,揭示层错能对FCC金属晶体疲劳位错结构及其热稳定性的影响,为完善低能位错结构理论提供坚实的实验基础。随着层错能的升高,FCC金属晶体疲劳后位错结构逐渐由典型的平面滑移型向波状滑移型位错结构转变：(1)Cu-16at.%Al合金(低SFE)疲劳后微观结构主要由初级位错阵列、平面滑移带以及大量层错组成。随着总应变幅的升高,平面滑移带逐步发展为驻留Luder’s带(PLBs),堆垛层错宽度减小,体积分数增加；(2)[112]取向铜单晶体(中等SFE)的疲劳位错结构与外加塑性应变幅γpl密切相关,当γpl=3.7×10-4(低于循环应力-应变(CSS)曲线平台区),形成的位错结构主要为脉络结构,但同时观察到了驻留滑移带(PSB)楼梯结构,这表明PSB的形成是CSS曲线平台区出现的必要但不充分条件；当γpl处于平台区时,位错结构由PSB楼梯和基体脉络两相结构组成,随着γpl增大,基体脉络结构逐渐化为墙结构和少量胞结构,PSB体积分数逐渐增加；在高于平台区的γpl下,出现大量形变带,带内位错结构随着应变幅的升高由墙结构逐渐转变为拉长胞结构,最后变为等轴胞结构,且胞结构尺寸不断减小,以承受更高的塑性应变；(3)粗晶纯铝(高SFE)疲劳位错结构主要为胞结构,胞尺寸随着外加总应变幅的升高逐渐减小,胞壁逐渐变致密,胞内位错密度下降。对SFE很低的Cu-16at.%Al合金疲劳后分别在300℃、500℃和800℃退火30mmin发现,经低、中、高应变幅疲劳至低累积塑性应变量的样品在300℃和500℃退火后均未发生明显的回复现象,而800℃退火后所有样品发生了明显的回复现象,位错密度严重下降。而高应变幅高累积应变量样品经300℃低温退火时就出现了明显的回复现象,而且出现了非常细小的回复孪晶,这与初始疲劳位错结构中层错的消失有密切的关系。但是,所有疲劳样品均没有再结晶发生。上述结果表明,平面滑移型位错结构相对稳定,其热稳定性与塑性应变幅和累积塑性应变量密切相关,当塑性应变幅和累积塑性应变量较高时会降低疲劳位错结构发生回复的温度。随着层错能的增大,位错交滑移和攀移变得容易,疲劳位错结构热稳定性逐渐降低。例如,对中等SFE的[112]取向铜单晶体的疲劳后位错结构分别在250℃和450℃下退火30min发现,250℃退火时,只有在较高的应变幅下形成的位错结构会有轻微的回复现象发生,而在所有应变幅下均未观察到再结晶现象。450℃时,所有应变幅下的试样都发生了明显的回复,而且高应变幅样品(γpl=4.9×10-3和γpl=7.2×10-3)发生了再结晶,同时还观察到了不完整的退火孪晶。而高SFE粗晶纯铝疲劳后分别经200℃、330℃和450℃退火30min,所有样品在所有温度下均可观察到明显的回复现象。只是低温200℃退火时,低应变幅下回复主要依靠空位消失和异号位错相消,而中高应变幅下则会出现多边形化回复机制。