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不同加载条件下位错和溶质原子交互作用的数值模拟

何艳生 符师桦 张青川

不同加载条件下位错和溶质原子交互作用的数值模拟

何艳生, 符师桦, 张青川
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  • 动态应变时效, 即位错和溶质原子的动态交互作用, 对合金材料的力学性质产生重要影响. 本文基于蒙特卡罗方法, 建立了“多位错-溶质原子” 二维动力学模型, 分别模拟了单位错-恒定应力率、多位错-无应力、多位错-恒定应力和多位错-恒定应力率四种条件下位错和溶质原子的演化过程. 单位错-恒定应力率情况下, 低应力率时位错被溶质原子钉扎而无法脱钉, 高应力率时位错未被钉扎而一直运动, 只有在适当应力率范围内, 位错才呈现出反复的钉扎和脱钉; 多位错-无应力时, 溶质原子向正/负位错的下/上方偏聚; 多位错-恒定应力时, 位错运动受溶质原子钉扎的影响随应力增大而减小; 多位错-恒定应力率时, 集群化的钉扎和脱钉过程导致了位错总位移呈现阶梯状的演化. 模拟结果表明: “位错-溶质原子”尺度上呈现了动态应变时效微观过程, 与其理论描述相一致.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11332010,51271174)、国家重点基础研究发展计划(批准号:2011CB302105)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:WK2090050029)资助的课题.
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    Hrutkay K, Kaoumi D 2014 Mater. Sci. Eng. A 599 196

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-14
  • 修回日期:  2014-07-07
  • 刊出日期:  2014-11-05

不同加载条件下位错和溶质原子交互作用的数值模拟

  • 1. 中国科学技术大学近代力学系, 中国科学院材料力学行为和设计重点实验室, 合肥 230027
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11332010,51271174)、国家重点基础研究发展计划(批准号:2011CB302105)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:WK2090050029)资助的课题.

摘要: 动态应变时效, 即位错和溶质原子的动态交互作用, 对合金材料的力学性质产生重要影响. 本文基于蒙特卡罗方法, 建立了“多位错-溶质原子” 二维动力学模型, 分别模拟了单位错-恒定应力率、多位错-无应力、多位错-恒定应力和多位错-恒定应力率四种条件下位错和溶质原子的演化过程. 单位错-恒定应力率情况下, 低应力率时位错被溶质原子钉扎而无法脱钉, 高应力率时位错未被钉扎而一直运动, 只有在适当应力率范围内, 位错才呈现出反复的钉扎和脱钉; 多位错-无应力时, 溶质原子向正/负位错的下/上方偏聚; 多位错-恒定应力时, 位错运动受溶质原子钉扎的影响随应力增大而减小; 多位错-恒定应力率时, 集群化的钉扎和脱钉过程导致了位错总位移呈现阶梯状的演化. 模拟结果表明: “位错-溶质原子”尺度上呈现了动态应变时效微观过程, 与其理论描述相一致.

English Abstract

参考文献 (25)

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