γ-TiAl單晶納米桿拉伸變形的分子動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、本文利用分子動(dòng)力學(xué)(Molecular Dynamics，MD)方法對(duì)γ-TiAl單晶納米桿的力學(xué)性能與變形機(jī)理做了研究，對(duì)其在不同拉伸方向、不同橫截面積、不同溫度情形下的力學(xué)性能和變形機(jī)理做了對(duì)比。 溫度為300K，拉伸方向?yàn)閇001]時(shí)，屈服應(yīng)力及對(duì)應(yīng)的屈服應(yīng)變要大于[100]方向的結(jié)果。在[100]方向拉伸時(shí)，塑性形變機(jī)制為首先發(fā)生1/6[112](111)部分位錯(cuò)形成層錯(cuò)，隨后部分位錯(cuò)1/6[211](111)和1/6[

2、121](111)反應(yīng)形成1/2[110](111)普通位錯(cuò)；而在[001]方向拉伸時(shí)，變形機(jī)制為1/6[121](111)部分位錯(cuò)首先開動(dòng)，然后其他3種部分位錯(cuò)(1/6[112](111)，1/6[121](111)，1/6[112](111))陸續(xù)開動(dòng)，四個(gè)部分位錯(cuò)反應(yīng)最終形成[011](111)超位錯(cuò)；由于滑移系<121]{111}開動(dòng)所需的能量(297mj/㎡)要高于滑移系<112]{111}開動(dòng)所需的能量(197mj/㎡)，因

3、而屈服應(yīng)力較大。 橫截面積變大，屈服應(yīng)力也有提高，這可能是由于隨著橫截面積的增大，表面原子所占的比例減小，表面效應(yīng)逐漸減弱，表面原子的活性對(duì)內(nèi)部原子的影響不如小橫截面積的試件顯著，因而位錯(cuò)的開動(dòng)與傳播需要提供較大的外力。不同橫截面變形機(jī)理未發(fā)現(xiàn)不同。 溫度為300K時(shí)，屈服應(yīng)力和屈服應(yīng)變要大于500K時(shí)的值，這是因?yàn)闇囟壬吆螅拥膭?dòng)能增加，原子從一個(gè)位置遷躍到另一個(gè)位置所需的外部能量要較低溫時(shí)小，表現(xiàn)在應(yīng)力應(yīng)變曲線上