孪晶界和温度对纳米多晶铁变形机制影响的模拟研究

摘要

本文采用分子动力学模拟方法研究了在拉伸载荷下,孪晶界和温度对纳米多晶铁力学性能的影响。研究结果表明:杨氏模量随着孪晶厚度的增大而增大;在温度为10 K或300 K下,当孪晶厚度小于临界尺寸时,峰值应力都随着孪晶厚度的增大而增大,表现出反常的Hall-Petch的现象,当孪晶厚度大于临界尺寸时,峰值应力随着孪晶厚度的增大而减小,表现出Hall-Petch的现象;温度为10 K时的临界值明显低于温度为300 K的临界值,这说明温度的变化影响着临界值;模型中的孪晶界上由于应力的集中,使得孪晶界成为萌生变形孪晶的源,促进了塑性变形,这是孪晶界对于纳米多晶铁弱化的主要原因。此外,也观察到裂纹的成核、孪晶界迁移和退孪晶的现象。