非晶相对镁合金力学行为影响的模拟研究

发布时间：2024-05-10 19:20

　　金属镁(Mg)及其合金是极具发展潜力的轻质金属材料,在工业中具有广阔的应用前景。然而,镁合金的密排六方晶体结构限制了可供位错运动的有效滑移系数量,导致其在室温下的塑性较差。相关研究证实,用具有良好塑性变形能力的纳米非晶相替代传统的晶界而得到的双相纳米镁合金具有较好的塑性。但是,非晶相在这一双相体系的变形过程中所扮演的角色尚不清晰,非晶相的引入对晶体相变形行为的影响也尚不明确。为了解决这一问题,我们构建了晶体/非晶双相镁合金纳米多层膜模型和预置裂纹的双相纳米镁合金模型,采用分子动力学模拟方法研究了非晶相厚度对双相纳米多层膜力学行为的影响,以及非晶相厚度和角度(拉伸方向与晶体/非晶界面法线方向的夹角)对位错与非晶相交互机制的影响,主要研究内容和结论如下:(1)在双相镁合金纳米多层膜模型中,非晶相厚度对晶体Mg的力学行为以及多层膜的变形机制有重要影响。当沿着[0001]晶向对多层膜进行拉伸时,随着非晶相厚度的增大,晶体相中的塑性变形机制由位错滑移和新晶粒的成核转变为不完全的基面/柱面(basal/prismatic,BP)转变,最后转变为完全的BP转变。晶体相中BP界面的成核应力随着非晶相厚...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1分子动力学模拟流程图

第二章研究方法5图2-1分子动力学模拟流程图Fig.2-1Theflowchartofmoleculardynamicssimulation其中，()代表原子在体系中受到的作用力，代表粒子的质量，()代表粒子的加速度。对于个粒子组成的体系，其总能量可由各粒子的动能和势能之和计算得....

图2-2周期性边界条件下原子运动示意图

第二章研究方法11周期性边界条件是依据晶体材料的周期性结构特点而提出的，即选取一个具有代表性的单元来模拟较大体系的原子运动情况，具体含义可由图2-2表示。如图2-2所示，中间的基本单元方格Q代表实际模拟中的模型，其余的八个单元方格（分别用A、B、C、D、E、F、G、H标出）是由中....

图3-1（a）Mg/MgAl纳米多层膜示意图；（b）晶体Mg和（c）非晶Mg50Al50的RDF值

蚨云淞ρ??能的影响的模型中，晶体Mg在三个方向的晶向分别设置为X-[0001]，Y-[1010]，Z-[1210]，其他条件均与第一个模型保持一致。在对样品进行拉伸加载之前，为了消除界面处的内应力并使系统能量最小化，我们将所有的纳米多层膜加热至600K，随后降温至300K，该过....

图3-2不同非晶相厚度的纳米多层膜在拉伸载荷下的应力-应变曲线

第三章双相镁合金纳米多层膜力学行为的研究15则反映了非晶相短程有序和长程无序的结构特性。为了精确地描述Mg-Mg、Al-Al、以及Mg-Al原子间的相互作用，我们采用Liu等人[51]提出的EAM势函数来进行计算，该势函数已经被证实在研究纳米镁合金微观变形机制方面是可靠的。另外，....

本文编号：3968905