Cu及γ-TiAl合金拉伸變形的MD研究.pdf

1、材料的力學性能并不僅僅依賴其化學組成，在很多方面還取決于材料的微觀組織結構及其演變過程，例如變形過程中位錯、晶界的運動等。對于金屬材料來說，與單晶材料相比，多晶塑性變形等力學行為較為復雜，這是因為多晶材料中晶界的影響。晶界是結構相同而取向不同的晶粒之間的界面，因而其結構和能量與晶粒內(nèi)部也就不同，晶界原子排列處于兩個晶粒之間的過渡狀態(tài)。因此，研究晶界結構及其在變形中的演化過程等對于預測和改善材料性能有著重要的指導意義。本文采用分子動力學方

2、法模擬雙晶 Cu和多晶γ-TiAl合金拉伸變形，并分析其真應力-真應變曲線和微觀原子構型演變，以期深入理解晶界對塑性變形的微觀影響機制。
　　本文對雙晶Cu拉伸變形進行模擬，結果表明：含有不同取向差角度晶界的雙晶晶胞，真應力-真應變曲線上的峰值應力不同。在取向差角度大于90°的晶界中，隨著取向差角度的減小，其應力峰值增大；不同取向差晶界的塑性變形機制有所不同，表現(xiàn)在晶界處有無位錯的發(fā)射；雙晶斷裂的微觀機制是微裂紋在晶界處形核，并沿

3、著晶界面擴展、聚合導致雙晶Cu斷裂失效。
　　本文基于voronoi算法建立多晶γ-TiAl晶胞，采用分子動力學方法模擬其拉伸變形過程。模擬結果表明：多晶γ-TiAl合金拉伸變形中經(jīng)歷彈性變形階段、屈服階段、塑性變形階段以及最后的斷裂。其真應力-真應變曲線表現(xiàn)出與拉伸應變率的相關性，即隨著拉伸應變率的增大，拉伸過程中的屈服應力及峰值應力都增大。在不同平均晶粒尺寸的拉伸模擬中，觀察到隨著晶粒尺寸的減小，峰值應力減小，呈現(xiàn)出明顯的反H