纳米单晶γ-TiAl合金应变速率效应分子动力学模拟

• 作者: 付蓉 张玲 曹卉 罗德春 芮执元
• 来源期刊: 稀有金属材料与工程
• 学科: 工学
• 关键词: γ-TiAl合金 应变速率 分子动力学 裂纹扩展
• 年，卷（期）: 2018,（3）
• 所属期刊栏目: 材料科学
• 页码范围: 853-859
• 页数: 7页
• 分类号: TG146.23|O346.1
• 语种: 中文

摘要

采用分子动力学方法模拟不同应变速率下纳米单晶γ-TiAl合金中裂纹的扩展,利用速度加载方式对预置裂纹的单晶γ-TiAl合金进行动态单向拉伸,模拟过程中施加应变速率为5.0×107～7.5×109 s-1.结果表明:不同的应变速率范围下裂纹的扩展形式差异很大.在不敏感区((ε)≤4×108s-1),裂纹呈解理扩展;在敏感区(4.0×108 s-1＜(ε)≤1.0×109 s-1),前期呈现解理扩展特征,后期裂纹扩展通过裂尖发射滑移位错,位错塞积萌生空洞,空洞形核长大形成子裂纹,(ε)≤5.0×108 s-1时,子裂纹发生偏向,与主裂纹呈45°方向串接,5.0×108 s-1＜(ε)≤1.0×109s-1时,子裂纹与主裂纹同向串接,最终导致裂纹扩展直至断裂;在突变区((ε)≥1.0×109 s-1),因应变强化作用使裂纹不在应力最大时刻启裂,出现裂纹扩展后应力持续增加一段时间后减小的现象,高应变速率导致裂尖前端多处区域的原子结构局部非晶化,最终在原子结构混乱处萌生微裂纹,微裂纹扩展导致“试件”多处开裂.