晶体取向和He浓度对bcc-Fe裂纹扩展行为的影响

• 作者: 余黎明 刘永长 李会军 王瑾 黄远
• 来源期刊: 金属学报
• 学科: 工学
• 关键词: bcc-Fe 裂纹扩展 He浓度 分子动力学
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 页码范围: 47-54
• 页数: 8页
• 分类号: TG111.91
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2017.00228

摘要

采用分子动力学模拟研究了300K时不同He浓度下(001)[010]和((1)21)[11(1)]2种取向bcc-Fe裂纹模型的扩展行为.结果表明,当模型中不存在He时,裂纹取向不同,裂纹扩展机制不同:(001)[010]取向裂纹的扩展机制分为弹性变形、相变、裂纹尖端沿相变区解理断裂;((1)21)[11(1)]取向裂纹的扩展机制分为弹性变形、堆垛孪晶、孪晶尖端应力集中诱发多空洞合并断裂.((1)21)[11(1)]取向裂纹的屈服应力和应变大于(001)[010]取向裂纹,说明((1)21)[11(1)]取向裂纹具有较强的抵制裂纹扩展的能力.He浓度对裂纹扩展行为的影响主要体现在2个方面:当He浓度较低(0.9％,原子分数)时,He的存在减缓了相变或者孪晶转变速率,降低了裂纹扩展速率;当He浓度较高(6.0％,原子分数)时,大量He团簇的存在促进了空洞形成,导致2种裂纹模型的断裂机制均变为He团簇诱发多空洞合并断裂,未出现相变或者孪晶.