纳米多晶铝压缩塑性力学行为分子动力学研究

摘要：

目的 研究纳米多晶铝在不同温度与应变速率下的力学响应与塑性变形行为以及不同变形条件下的塑性力学行为.方法 通过ATOMSK软件构建了晶粒取向随机的纳米多晶铝模型,利用LAMMPS软件在300～700 K温度以及1×109、5×109、1×1010、1×1011 s-1应变速率下完成了纳米多晶铝的压缩模拟,借助后处理OVITO软件对模拟结果进行了分析.结果 随温度的升高,晶界原子所占比例增大,纳米多晶铝的弹性模量逐渐下降,在压缩过程中总位错密度随温度的升高而增大.随着应变速率的增大,材料硬化速率增加,纳米多晶铝表现出更高的屈服强度.当应变速率较低时,位错大量存在于小晶粒之中,且中央大晶粒相较于初始位置旋转了20°.当应变速率达到1×1011 s-1时,材料的硬化速率极大提高,且在晶粒内部出现了孪晶.在塑性变形过程中,1/6<112>(不全位错)的数量最多,在位错运动中占主导地位.结论 温度升高导致材料弹性模量降低,这主要是由于高温提供了更多能量,晶界原子占比增加.应变速率会影响纳米多晶铝的塑性变形方式,应变速率的增大使其由晶粒旋转变形转变为孪生变形与位错湮灭机制,导致纳米多晶铝硬化速率与屈服强度提高.

关键词：纳米多晶铝、分子动力学、压缩、温度、应变速率

所属期刊栏目：15

分类号：TG146.2+1(金属学与热处理)

资助基金：山西省高等学校创新人才支持计划;山西省科技合作交流专项区域合作项目

在线出版日期：2023-05-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：10-17