合金元素比例对铜铅合金纳米拉伸力学特性的影响

合金元素比例对铜铅合金纳米拉伸力学特性的影响

论文摘要

铜铅合金由于铜的高塑性、高强度以及铅的自润滑功能,是经过实践检验证明的优良减磨材料,广泛应用于精密机械和航空航天领域中.为研究元素比例在铜铅合金材料纳米拉伸过程中对其力学特性的影响,采用Poisson-Voronoi和Monte Carlo方法建立大规模多晶铜分子动力学模型,在此基础上,采用混合蒙特卡洛/分子动力学方法(hybrid Monte Carlo/molecular dynamics, MC/MD)建立铜铅合金模型.根据真实铜铅合金比例成分建立具有不同铅原子比例的铜铅合金模型并与多晶铜纳米拉伸模型对比,模拟计算多晶体及铜铅合金的纳米拉伸过程,计算各模型的缺陷结构的配位数、内应力、原子势能等参数.结果表明:具有不同元素比例的铜铅合金纳米拉伸过程存在显著的规律性,铜铅合金和多晶铜的静水压力及势能分布相似,铅原子能够抑制铜铅合金晶界处位错的形核与扩展从而使合金材料结构更稳定,合金材料塑性变形过程中晶粒和晶界的势能变化特点相反,铅原子的加入主要影响晶界状态,晶界结构组成在合金塑性变形过程中具有主要作用.因而,通过改变铜铅合金中的元素比例,可改变合金材料各方面性能,本文的研究结果为制备高性能铜铅合金材料提供一定的理论指导.

论文目录

  • 1 建模与模拟
  •   1.1 模型的建立
  •   1.2 拉伸MD模拟计算
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 多晶铜与铜铅合金力学特性对比
  •   2.2 合金元素比例的影响
  • 3 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 赵鹏越,郭永博,王子云,白清顺,张飞虎

    关键词: 拉伸模拟,多晶铜,铜铅合金,微观结构,变形机理,分子动力学

    来源: 哈尔滨工业大学学报 2019年11期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

    专业: 金属学及金属工艺

    单位: 精密工程研究所(哈尔滨工业大学)

    基金: 国家自然科学基金重点项目(51535003),国家自然科学基金面上项目(51775146)

    分类号: TG146.11

    页码: 27-34

    总页数: 8

    文件大小: 2712K

    下载量: 99

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