a-Ti中位错运动及相互作用的分子动力学模拟
文献类型：学位论文
| 作者 | 杜春城 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2012 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 徐东生 |
| 关键词 | α-Ti 位错 位错偶 分子动力学模拟 位错相互作用 dislocation α-Ti dipole MD simulation interaction |
| 学位专业 | 材料物理与化学 |
| 中文摘要 | 新材料的发展要求对材料的变形机理有准确深入的理解。计算机模拟可以再现一些实验中难以或无法观测到的过程，能够加深对微观机制的理解，并且具有高效便捷等优点，有助于新材料的设计。金属的塑性一直是人们最为关心的力学性能之一。塑性变形主要通过位错的运动和形变孪晶的形核长大机制来实现。α相是高温钛合金的重要组成部分，它的主要特点是高温性能好，使役条件下结构稳定，其位错行为与合金的高温性能如蠕变，疲劳，断裂等有密切关系。因此对α-Ti中位错行为的研究有助于改善合金的性能，尤其是塑性变形等力学行为。本文借助分子动力学模拟研究α-Ti中型位错运动及其相互作用规律，包括对基面和柱面上位错滑移的临界剪切应力的计算，同一滑移系中位错相互作用以及不同滑移系位错之间的交割等。 Burgers矢量为1/3<11-20>的型位错是α-Ti中最为常见的一类位错，在合金的塑性变形中起主要的作用。本文构建并模拟了不同滑移面的刃位错和螺位错行为，并与理想晶体的剪切行为进行比较，发现位错的存在大大降低晶体的屈服强度，使含位错晶体的强度可远低于一般实验上测得的材料的临界剪切应力值。对螺位错的模拟表明，其位错芯存在两种分解方式：基面分解和三维分解，基面分解的螺位错的易滑移面为基面，三维分解的螺位错易滑移面为柱面，进一步模拟表明在应力作用下这两种分解状态可以相互转化。对α-Ti中不同滑移系位错的临界剪切应力的计算得到柱面上刃位错的临界切应力为20MPa，螺位错的临界切应力为70MPa。对同一滑移系中不同高度的刃型位错偶的应力应变行为研究表明，一般情况下位错偶的拆分应力与位错偶的高度成反比，通过分子动力学计算结果与弹性理论结果进行对比，发现对于较高的位错偶，MD的模拟结果和弹性理论曲线符合的很好，但极低的位错偶由于芯重构，其拆分应力升高。不同温度下剪切模拟表明，刃型位错偶的拆分应力受温度的影响不大。基面和柱面滑移系刃位错之间的交割模拟得到具有螺位错特征的扭折，其形成对入射位错运动产生阻碍，其运动可带动未受剪切应力位错的运动，使不同滑移系位错之间的运动产生一定程度的耦合，对加工硬化具有一定贡献。 关键词：α-Ti，位错，位错偶，分子动力学模拟，位错相互作用，堆垛层错，CRSS |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64517]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 杜春城. a-Ti中位错运动及相互作用的分子动力学模拟[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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