基于位错动力学的颗粒强化微观机制建模和计算

发布时间：2020-08-22 12:29

【摘要】：对于金属材料而言,临界分切应力是滑移系开动所需的最小切应力,其数值在一定程度上反应了材料抵抗塑性变形的能力。采用实验方法测定晶体材料临界分切应力,由于材料制备的难度和测量方法的局限目前具有一定的困难。近二十年提出的位错动力学可以被认为是预测临界分切应力较好的方法。针对目前备受关注的颗粒增强材料,其临界分切应力不仅与位错密度、固溶原子和位错间的相互作用有关,还与颗粒的分布及位错与颗粒的交互作用有关。因而采用位错动力学方法进行模拟计算,根据材料实际的晶体结构及位错运动状态建立相应的模型,实现定量表征和预测材料临界分切应力的大小具有重要的研究意义。以欠时效状态下的镍基合金为例,基于位错与颗粒的切过机制,采用位错动力学方法建立颗粒强化模型,研究有序强化机制下不同γ’沉淀相体积分数和平均半径、反相畴界能以及位错类型对临界分切应力大小的影响。为使计算机模型与实际Ostwald熟化晶体中的颗粒分布更为接近,模型考虑了颗粒的LSW分布规律。通过Matlab与C语言混合编程实现模拟过程,基于位错离散节点的位移设计合理的增量步,在保证计算精度的同时提高了计算速度。根据模拟后得到的结果分析,γ’沉淀相低体积分数、低平均半径状态下,镍基合金的临界分切应力随γ’沉淀相体积分数和平均半径、反相畴界能的增大而增大。相同条件下,刃型位错的临界分切应力明显高于螺型位错,且体积分数越大,两种位错的临界分切应力差值越大。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG146.15
【图文】：

图 1-2 基于晶格的位错环的离散[18]ig 1-2 Discretization of dislocation loop model based on lat图 1-3 基于样条曲线段的位错线的离散 1-3 Discretization of dislocation model based on spline seg

基于样条曲线段的位错线的离散Fig1-3Discretizationofdislocationmodelbasedonsplinesegment

图 1-3 基于样条曲线段的位错线的离散 1-3 Discretization of dislocation model based on spline seg

【参考文献】

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本文编号：2800688