【摘要】：針對4個α-Fe對稱傾斜晶界,采用分子靜力學(xué)考察了4個晶界中H原子偏析能的分布特征,并采用分子動力學(xué)方法研究了晶界內(nèi)植入不同數(shù)量H原子對其在室溫條件下剪切行為的影響.H原子通過隨機方式植入界面內(nèi),利用植入H原子數(shù)量與晶界面積的比值來定義H原子面密度ρ.在含H原子晶界剪切行為分析過程中,重點考察了在不同H原子密度ρ下,4個晶界的初始塑性臨界應(yīng)力和晶界遷移位移的變化趨勢以及4個晶界在加載過程中的微觀變形機理.研究表明:晶界內(nèi)的H原子偏析能明顯偏低,4個晶界附近的H原子會自發(fā)向晶界內(nèi)偏析;隨著植入H原子數(shù)量的逐漸增多,晶界的初始塑性臨界應(yīng)力和后續(xù)變形階段應(yīng)力均會降低.晶界內(nèi)植入H原子會從本質(zhì)上改變晶界的微觀變形機理,進而影響晶界在外載荷條件下的遷移屬性.與不含H原子晶界的變形機理對比發(fā)現(xiàn),加載過程中晶界的微結(jié)構(gòu)會發(fā)生劇烈的演化,H原子的擴散和團簇化效應(yīng)會導(dǎo)致晶界內(nèi)出現(xiàn)納米孔缺陷.
[Abstract]:For four 偽 -Fe symmetric inclined grain boundaries, the distribution characteristics of segregation energy of H atoms in the four grain boundaries were investigated by molecular statics. The effects of different number of H atoms implanted in grain boundaries on shear behavior at room temperature were studied by molecular dynamics method. H atoms were implanted into the interface in a random manner. The density 蟻 of H atom is defined by the ratio of the number of implanted H atoms to the grain boundary area. During the analysis of the shear behavior of the grain boundaries containing H atoms, the variation trend of the initial plastic critical stress and the grain boundary migration displacement of the four grain boundaries at different H atom densities 蟻 and the microscopic deformation mechanism of the four grain boundaries during loading were investigated. The results show that the segregation energy of H atoms in grain boundaries is obviously low, and the H atoms near the four grain boundaries will spontaneously segregate into the grain boundaries, and with the increasing of the number of H atoms implanted, The initial plastic critical stress at grain boundary and the stress at subsequent deformation stage will decrease. The implantation of H atoms in grain boundaries will change the microscopic deformation mechanism of grain boundaries in essence, and then affect the migration properties of grain boundaries under external loads. Compared with the deformation mechanism of the grain boundary without H atom, it is found that the microstructure of the grain boundary will undergo intense evolution during loading. The diffusion and cluster effect of H atoms will lead to the formation of nano-pore defects in the grain boundary.
【作者單位】： 西安交通大學(xué)航天航空學(xué)院機械結(jié)構(gòu)強度與振動國家重點實驗室/陜西省航天結(jié)構(gòu)振動控制工程實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(11502191,11372238,11632014)
【分類號】：TG111.2

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本文編號：2216560