合金材料塑性變形過程中位錯和溶質(zhì)原子交互作用的蒙特卡羅模擬.pdf

1、位錯與溶質(zhì)原子的交互作用對合金材料的宏觀力學行為影響頗大，微觀上位錯和溶質(zhì)原子間的交互作用也影響著合金材料的變形方式。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和汽車輕量化要求的迫切，對影響鋁合金塑性成形性能的鋸齒形屈服效應(yīng)的研究顯得非常重要。對位錯和溶質(zhì)原子的交互作用進行研究，可為合金材料的微觀特征物理量與其宏觀力學行為的銜接奠定一定的理論基礎(chǔ)。本文從微觀角度運用動態(tài)蒙特卡羅方法，模擬單個刃型位錯和置換溶質(zhì)原子之間的交互作用，主要內(nèi)容如下： 1.運用

2、動態(tài)蒙特卡羅模型，對兩種極限情況(位錯始終靜止和溶質(zhì)濃度為零)進行模擬。當位錯始終靜止時模擬得到位錯的中心處形成Cottrell氣團，遠離中心處也有溶質(zhì)云層形成，同時也檢驗了模擬方法的可行性。 2.動態(tài)模擬中假設(shè)溶質(zhì)原子之間沒有相互作用，得到在不同的外加應(yīng)力下位錯的運動特征和溶質(zhì)原子的分布狀態(tài)。結(jié)果表明，在較小的外加應(yīng)力下，位錯的運動受到溶質(zhì)原子的遲滯作用很容易被釘扎；在較大的外加應(yīng)力下，位錯的運動基本不受溶質(zhì)原子的影響；而中等

3、的應(yīng)力下位錯的運動狀態(tài)具有歧義性，速度出現(xiàn)高低跳躍的狀態(tài)。 3.研究了溶質(zhì)原子濃度和溶質(zhì)原子體積膨脹對位錯運動速度和臨界脫釘應(yīng)力的影響。結(jié)果表明，隨著溶質(zhì)原子濃度和體積膨脹的改變，位錯的運動速度存在高速和低速兩個分支；位錯的臨界脫釘應(yīng)力值隨著溶質(zhì)原子濃度和體積膨脹的增加而增加。 4.當考慮溶質(zhì)原子之間的相互作用，分析了溶.溶作用對對靜態(tài)模擬中溶質(zhì)原子的分布的影響，以及在動態(tài)模擬中對位錯運動特征的影響。模擬結(jié)果反映出位錯的