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晶粒尺寸对纳米多晶铁变形机制影响的模拟研究

王鹏 徐建刚 张云光 宋海洋

晶粒尺寸对纳米多晶铁变形机制影响的模拟研究

王鹏, 徐建刚, 张云光, 宋海洋
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  • 利用分子动力学模拟方法研究了拉伸荷载作用下晶粒尺寸对纳米多晶铁变形机制的影响.研究结果表明杨氏模量随着晶粒尺寸的减小而减小.当晶粒尺寸小于15.50 nm时,纳米多晶铁的峰值应力和晶粒尺寸之间遵循反常的Hall-Petch关系,此时晶粒旋转和晶界迁移是其塑性变形的主要变形机制;随着晶粒尺寸的增大,变形孪晶和位错滑移在其塑性变形过程中逐渐占据主导地位.裂纹的形成是导致大晶粒尺寸模型力学性能降低的主要因素.纳米多晶铁在塑性变形中会出现孪晶界的迁移和退孪晶现象.此外还研究了温度对纳米多晶铁变形机制的影响.
      通信作者: 张云光, zygsr2010@163.com;gsfshy@sohu.com ; 宋海洋, zygsr2010@163.com;gsfshy@sohu.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11572259)、教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET-12-1046)、陕西省青年科技新星支持计划(批准号:2012KJXX-39)和陕西省国际科技合作与交流计划(批准号:2016KW-049)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-06-01
  • 修回日期:  2016-09-03
  • 刊出日期:  2016-12-05

晶粒尺寸对纳米多晶铁变形机制影响的模拟研究

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11572259)、教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET-12-1046)、陕西省青年科技新星支持计划(批准号:2012KJXX-39)和陕西省国际科技合作与交流计划(批准号:2016KW-049)资助的课题.

摘要: 利用分子动力学模拟方法研究了拉伸荷载作用下晶粒尺寸对纳米多晶铁变形机制的影响.研究结果表明杨氏模量随着晶粒尺寸的减小而减小.当晶粒尺寸小于15.50 nm时,纳米多晶铁的峰值应力和晶粒尺寸之间遵循反常的Hall-Petch关系,此时晶粒旋转和晶界迁移是其塑性变形的主要变形机制;随着晶粒尺寸的增大,变形孪晶和位错滑移在其塑性变形过程中逐渐占据主导地位.裂纹的形成是导致大晶粒尺寸模型力学性能降低的主要因素.纳米多晶铁在塑性变形中会出现孪晶界的迁移和退孪晶现象.此外还研究了温度对纳米多晶铁变形机制的影响.

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