孔洞对含Nb单晶γ-TiAl合金力学性能的影响

发布时间：2021-01-20 21:22

　　采用分子动力学方法研究了孔洞尺寸、数量以及位置对含Nb单晶γ-TiAl合金力学性能的影响,分析了材料内部的微观缺陷演化及其与材料力学性能之间的关系。结果表明:Nb元素的加入提高了单晶γ-TiAl合金的屈服强度和弹性模量;随孔洞尺寸和数量的增加,含Nb单晶γ-TiAl合金的屈服强度依次减小,这主要是因为孔洞在拉伸过程中充当位错源的作用,它为位错的形核和发射提供了条件;多个孔洞平行于拉伸方向分布时,材料的屈服应力最大,垂直于拉伸方向分布时,材料的屈服应力最小,最容易导致材料失效。 

【文章来源】：材料导报. 2020,34(14)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

γ-TiAl合金的晶胞结构

表1 模拟参数Table 1 The simulation parameters 类型 参数 模型大小 18×8×8 nm3 模型原子数 68 400 模拟温度 300 K 加载方向 x 加载应变率 1×109 s-1 Nb浓度 1%;2%;3%;4%;5% 孔洞大小(R) 2 ?;4 ?;6 ?;8 ?;10 ? 孔洞数量(N) 1;2;3;4;51.3 势函数的选取

在拉伸模拟过程中采用恒定工程应变率加载方式,主要包括弛豫和拉伸两个阶段。将含孔洞的单晶TiAl-Nb合金在NVT系综下弛豫200 ps,使体系中的总能量达到稳定值,为加载阶段营造一个平衡状态,如图3所示。模拟过程中采用周期性边界条件,以降低尺寸效应带来的影响;弛豫结束后沿x方向加载,y和z方向的压强分别由y、z轴的应力分量控制,用Velocity-Verlet算法计算原子的运动轨迹。最后利用OVITO (Open visualization tool)[22]软件对模拟结果进行可视化处理。2 Nb浓度对γ-TiAl合金力学性能的影响

【参考文献】：
期刊论文
[1]含孔洞缺陷的单晶α-Ti单轴拉伸下的微观变形机理及力学性能[J]. 丁军,汪建,黄霞,王路生,赵昊男,宋鹍.  材料导报. 2018(18)
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[3]TiAl-Nb基合金多元合金化的研究进展和应用现状[J]. 李轩,郭宝汇,李秀兰,谢文玲.  热加工工艺. 2017(24)
[4]高应变率压缩下纳米孔洞对金属铝塑性变形的影响研究[J]. 第伍旻杰,胡晓棉.  物理学报. 2015(17)
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硕士论文
[1]晶内纳米孔洞对γ-TiAl多晶拉伸变形影响的MD模拟[D]. 奉新锋.湘潭大学 2016



本文编号：2989809