孪晶密度和温度对纳米孪晶钛力学性能的影响

摘要：

采用分子动力学方法模拟不同孪晶密度和不同温度下纳米孪晶钛单轴拉伸力学行为.模拟结果表明:室温下随着孪晶密度的降低,纳米孪晶钛的屈服强度出现先提升后降低的现象,材料存在临界孪晶密度.当孪晶密度小于临界孪晶密度时,孪晶界对晶粒的细化作用导致材料的强度提升.当孪晶密度大于临界孪晶密度时,孪晶界、晶界和两者交汇处的位错成核增殖成为材料变形的主导因素;且当孪晶密度远离临界值时,孪晶间隔变小、位错源增多,位错成核与增殖加剧,材料的强度降低.相同孪晶密度条件下,晶粒尺寸的减小会减少晶粒内孪晶界的数量,进而减少孪晶和晶界交汇处位错源的生成,增强了屈服强度.此外,温度的变化会影响原子的活跃程度和晶格的变形机制.随着温度的升高,原子间结合力下降,晶界附近原子结构无序化和HCP-BCC相变程度加剧引起材料的弹性模量、屈服强度下降,同时位错形核与运动的加剧影响了材料的塑性变形.

关键词：纳米孪晶钛、孪晶密度、位错、温度、分子动力学

所属期刊栏目：32

分类号：V252.2(航空用材料)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-02-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：3684-3693