研究高溫條件下WC-Co硬質合金的力學行為及其微觀機制,對理解硬質合金的結構與性能之間的關系、設計制備高性能材料具有重要的科學意義和指導價值。然而,受限于目前的實驗設備觀測水平,對于WC-Co硬質合金這種典型的金屬陶瓷復合材料在高溫下的力學行為和變形機理缺乏系統(tǒng)研究,特別是在原子尺度對納米多晶體硬質合金高溫力學行為及其微觀機制尚無量化認識�；诖�,本文采用分子動力學方法,在原子尺度上建立WC-Co硬質合金多晶模型,在單向載荷作用下,研究納米晶硬質合金在室溫和高溫下的力學行為隨外加載荷的變化規(guī)律,分析晶界、晶粒內部缺陷和晶粒尺寸對高溫塑性變形機制的影響。主要的研究內容和結果如下:以較大晶粒尺寸(13.0nm)的納米晶硬質合金為研究對象,在單向壓縮模擬條件下,分析了晶粒微觀組織隨溫度和應力的變化規(guī)律,計算評估了派納力對Co和WC中位錯運動的影響,揭示了高溫條件下裂紋形核與擴展的原因。根據模擬結果提出了納米晶硬質合金以晶界滑移、晶界遷移、晶粒轉動和晶內位錯、層錯運動共同作用的高溫塑性變形機制。以不同晶粒尺寸(5.97¹5.05nm)的納米晶硬質合金為研究對象,在室溫和高...

【文章頁數】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號表
第1章 緒論
    1.1 硬質合金高溫力學行為研究現(xiàn)狀
    1.2 分子動力學模擬在材料高溫力學行為研究中的應用
    1.3 納米晶WC-Co硬質合金力學行為模擬研究中存在的問題
    1.4 本文研究意義及主要研究內容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 主要研究內容
第2章 納米晶WC-Co硬質合金的分子動力學模擬方法
    2.1 分子動力學基本理論與計算流程
    2.2 初始條件和邊界條件的設置
        2.2.1 溫度修正
        2.2.2 速度修正
        2.2.3 周期性邊界條件
    2.3 原子間作用勢
        2.3.1 對勢
        2.3.2 多體勢
    2.4 積分算法
        2.4.1 Verlet算法
        2.4.2 Velocity-Verlet算法
    2.5 系綜
        2.5.1 溫度控制方法
        2.5.2 壓力控制方法
    2.6 軟件使用及模擬環(huán)境設定
        2.6.1 軟件使用
        2.6.2 模擬環(huán)境設定
    2.7 納米晶WC-Co硬質合金的模擬設計
        2.7.1 多晶WC-Co塊體的構造
        2.7.2 納米晶WC-Co硬質合金的結構弛豫
        2.7.3 納米晶WC-Co硬質合金的壓縮
    2.8 力學和熱學性質的計算及缺陷分析方法
        2.8.1 應力的計算
        2.8.2 溫度的計算
        2.8.3 缺陷分析方法
第3章 溫度對納米晶WC-Co硬質合金壓縮行為的影響
    3.1 引言
    3.2 模型建立和模擬過程
        3.2.1 模型建立
        3.2.2 模擬過程
    3.3 模擬結果與討論
        3.3.1 應力應變曲線
        3.3.2 壓縮載荷下的組織演變
        3.3.3 壓縮載荷下Co和 WC中的位錯和層錯
    3.4 本章小結
第4章 晶粒尺寸對納米晶WC-Co硬質合金室溫和高溫變形行為的影響
    4.1 引言
    4.2 平均晶粒尺寸為6nm的 WC-Co硬質合金高溫變形行為
        4.2.1 模型建立和模擬過程
        4.2.2 應力應變曲線
        4.2.3 WC/WC晶界協(xié)調變形機理
        4.2.4 Co內位錯密度
    4.3 納米晶WC-Co硬質合金高溫壓縮變形的晶粒尺寸效應
        4.3.1 模型建立和模擬過程
        4.3.2 室溫和高溫下不同晶粒尺寸納米晶WC-Co硬質合金的塑性行為
    4.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間獲得的研究成果
致謝



本文編號：3958110