在张力和压缩过程下,双相Ti的变形和相位转换
Thi-Thuy Binh Ngo1, Van-Thuc Nguyen2, Te-Hua Fang3
1Department of Mechanical Engineering, National Kaohsiung University of Science and Technology, Kaohsiung, 807, Taiwan.
分子动力学模拟显示,双相 (DP Ti) 具有较高的六角密封 (HCP) 相分数,可以提供增强的强度和刚性. 在75.4%的HCP下达到最佳性能,延展率和温度显著影响变形和相位转换.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 计算材料科学科学 计算材料科学
- 材料的机械行为
背景情况:
- 多晶双相 (DP Ti) 是一种有前途的合金,用于需要强度和柔性结合的应用.
- 在各种条件下了解其变形行为和相变化对于材料设计和优化至关重要.
- 分子动力学 (MD) 模拟提供了一个强大的工具,可以在原子尺度上研究这些复杂的现象.
研究的目的:
- 通过使用MD模拟来研究DP Ti在拉伸和压缩负荷下的变形行为和相位转换.
- 分析六角密集 (HCP) 阶段分数,延展率和温度对机械性质和微观结构演变的影响.
- 确定在DP Ti中实现强度和可塑性之间的平衡的最佳条件.
主要方法:
- 使用LAMMPS (大型原子/分子大规模并行模拟器) 进行了原子模拟.
- 使用OVITO (开放可视化工具) 可视化微结构演变和相位转换.
- 使用脱位提取算法 (DXA) 和共同邻居分析 (CNA) 来分析微观结构变化和脱位活动.
主要成果:
- 增加HCP相位分数显著提高弹性模量,度强度和应变硬化,在75.4%的HCP时具有最佳性能.
- 较高的应变速率促进了产力强度的增加,弹性模量,脱位活动和阶段转换到以身体为中心的立方体 (BCC) 和无形相.
- 高温 (300900 K) 会导致热软化,强度降低,脱位活动减少,以及明显的HCP-to-BCC相位转换.
结论:
- 相间边界在变形机制中发挥着关键作用,影响DP Ti中的脱位演变和应变硬化.
- 该研究强调了拉伸率和温度对DP Ti的机械反应和相位稳定性的重大影响.
- 结果为DP Ti的变形机制和相位行为提供了宝贵的见解,支持其在苛刻的工程场景中的应用.
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