含空位γ-TiAl合金不同晶向拉伸特性的分子动力学研究

发布时间：2022-01-14 00:53

　　γ-TiAl合金以“更强、更刚、更耐热和更轻”等优点已成为具有巨大发展潜力和应用前景的新型高温结构材料,但是γ-TiAl合金在成型过程中,由于工艺参数以及外部环境的变化,在晶体内部产生各种微观缺陷。空位是金属材料中最常见的一种点缺陷,在外界条件下,空位会演化成位错和其他类型的缺陷,它们对金属材料的力学性能有着重要的影响。因此需要研究空位对γ-TiAl合金力学性能的影响,分析空位的演化过程,揭示空位演化与宏观力学性能变化之间的联系。本文通过理论计算了γ-TiAl合金不同晶面上的晶格阻力,利用分子动力学方法研究了空位对γ-TiAl合金力学性能的影响以及含空位γ-TiAl合金在不同晶向上的力学性能,得到如下结论:1.采用密度比方法计算了不同晶面上的位错宽度,随后利用Peierls-Nabarro公式计算出了（100）、（110）以及（111）晶面上的派-纳力,通过理论推导给出了派纳力和临界分切应力与位错强化之间的关系,得到了以下结论:在γ-TiAl合金中,位错在（111）晶面最有可能引起强化;当采用恒定应变率加载时,临界分切应力的取值越小,位错强化效果越明显。2.采用分子动力学方法对含不同浓... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

TiAl合金在航空发动机及汽车产业的应用

含空位γ-TiAl 合金不同晶向拉伸特性的分子动力学研究上述方程的求解主要依赖数值方法。2.3.2 分子动力学模拟过程进行模拟的首要条件是建立计算模型，其次是确定模型的初始坐标和初速度，再次选择合适的势函数，最后选择合适的积分方法及边界条件来对数据进行处理。图 2.1 为 MD 模拟计算的工作框图，信息输入就是设置原子间势函数，若要特别考虑热力学平衡状态的性质，则需要设定温度和压力等物理环境条件。若对得到原子位置坐标进行统计计算，则可得到有关热力学性质；若是同时统计原子的位置坐标和速度，就可以得到动力学性质。

图 2.2 周期性边界条件来源及形成机理格结点上的原子消失，就会形成缺陷，所留下的未被位，当消失在晶格结点上的原子运动到晶体表面形成)[41]，如图 2.3 所示。单个空位能量充足的情况下有可空位团簇。图 2.3 晶体中的空位

【参考文献】：
期刊论文
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[3]我国钛铝合金领域专利技术发展综述[J]. 党兴.  新材料产业. 2017(03)
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硕士论文
[1]γ-TiAl合金微裂纹扩展的研究[D]. 卢建涛.兰州理工大学 2017
[2]TiAl金属间化合物力学性质及理论机制的计算研究[D]. 高丽洁.湖南大学 2010



本文编号：3587475