高应变率下温度对单晶铁中孔洞成核与生长影响的分子动力学研究

高应变率下温度对单晶铁中孔洞成核与生长影响的分子动力学研究

论文摘要

采用嵌入原子势的分子动力学模拟方法,研究了5×109s–1应变率下,温度效应对单晶铁中孔洞成核与生长的影响,并对NAG (nucleation and growth)模型在单晶铁中的适用性进行了探讨.结果表明:随着温度的升高,单晶铁的抗拉强度峰值降低, 1100 K温度下单晶铁抗拉强度峰值比100 K温度下降低了35.9%.在100—700 K温度下,拉应力时程曲线表现出双峰值特点,分析表明,第一峰值是由于拉应力升高引起内部结构发生相变而产生,第二峰值则是因发生孔洞成核与生长而产生; 900—1100 K温度下,拉应力时程曲线表现为单峰值,孔洞成核与生长是拉应力下降的主要原因.分析发现,孔洞在高温下更容易成核,高应变率下单晶铁中孔洞成核与生长和NAG模型有较好的符合度,单晶铁中孔洞成核阈值与生长阈值都远高于低碳钢,并且孔洞成核阈值与生长阈值随着温度的升高而逐渐降低.研究结果可为建立高应变率下金属材料动态损伤演化模型提供借鉴.

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王云天,曾祥国,杨鑫

关键词: 单晶铁,孔洞成核与生长,温度效应,分子动力学

来源: 物理学报 2019年24期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 化学

单位: 四川大学建筑与环境学院深地科学与工程教育部重点实验室

基金: 国家自然科学基金委员会-中国工程物理研究院联合基金(批准号:U1430119,U1530140)资助的课题~~

分类号: O78

页码: 235-251

总页数: 17

文件大小: 4855K

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高应变率下温度对单晶铁中孔洞成核与生长影响的分子动力学研究
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