钛铝中〈011超位错的非对称形核及运动的分子动力学模拟

摘要

钛铝金属间化合物具有优异的高温性能,但室温脆性限制了其广泛应用.为探寻脆性的解决办法,需在原子尺度上理解其变形机理.作为位错与孪晶机制系统研究的一部分,本文采用分子动力学及静力学方法模拟了钛铝011]超位错的形核与运动.研究发现,与普通无序合金不同,有序的钛铝金属间化合物中沿正反[011]方向剪切时,超位错表现出非对称行为.分析表明,这种差异源自与面心立方结构相比钛铝的L10有序化使晶格对称性降低,导致沿相反方向剪切时呈现不同的屈服应力、应变、位错芯的分解及位错运动规律.沿[011]剪切变形时,晶体中4根偏位错在同一滑移面上相继形核,构成同心椭圆形超位错环.超位错芯由4根肖克莱偏位错及将其隔开的3种广义层错组成.超位错环扩张过程中其分解方式依赖于其在环上的部位(位错取向)及剪切方向.刃取向及附近的超位错呈4重分解,60°附近逐渐转变为3重分解,最后在30°附近变成2重分解.超位错开动可具有不同的临界剪切应力,与启动时的分解方式及剪切方向有关,当SISF领先时其临界应力较低.