铝合金中刃型位错与合金元素相互作用的分子动力学模拟研究

摘要

采用分子动力学方法和修正的嵌入原子势(MEAM),系统地研究了Mg,Si,Fe 3种元素与Al刃型位错的相互作用。研究结果表明,在铝合金中,Mg,Si,Fe 3种合金元素都易于偏聚到位错周围,且Mg和Si与位错的相互作用强于Fe,展现了更良好的固溶强化效果。另外,为了阐明时效强化时铝合金中元素聚集对材料力学性能的影响,进而研究了不同尺寸的Mg团簇与位错的相互作用,研究发现铝合金中的大尺寸的团簇与位错相互作用更强烈,与位错相互吸引,产生明显的钉扎作用,阻碍位错的运动。本研究从原子尺度分析了铝合金中不同种类元素(Mg,Si,Fe)和不同尺寸的元素团簇与位错的相互作用,阐述了时效过程中合金元素对材料强化的影响,为今后实验和新型铝合金的开发提供了理论指导。