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金属顶刊:晶格畸变和化学短法式对中熵合金变形机理的影响

作者:亚博手机网页版 时间:2021-05-04 06:35
本文摘要:图5.经350K退火处置惩罚的(a)多晶、(b)引入层错和(c)引入孪晶的CoCrNi合金在加载历程中位错和孪晶的漫衍情况。 克日美国加州大学圣芭芭拉分校Irene J. Beyerlein教授课题组与华南理工大学姚小虎教授课题组开展互助,使用大规模分子动力学(MD)、动态蒙特卡罗(MC)和晶体结构缺陷分析方法,对中熵合金CoCrNi中晶格畸变(LD)和化学短程有序(CSRO)在位错成核与扩展以及变形孪晶演化历程所发生的作用举行研究。

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图5.经350K退火处置惩罚的(a)多晶、(b)引入层错和(c)引入孪晶的CoCrNi合金在加载历程中位错和孪晶的漫衍情况。

克日美国加州大学圣芭芭拉分校Irene J. Beyerlein教授课题组与华南理工大学姚小虎教授课题组开展互助,使用大规模分子动力学(MD)、动态蒙特卡罗(MC)和晶体结构缺陷分析方法,对中熵合金CoCrNi中晶格畸变(LD)和化学短程有序(CSRO)在位错成核与扩展以及变形孪晶演化历程所发生的作用举行研究。通过对比相同加载条件下CoCrNi合金与假想的平均原子(Average-atom)模型在变形响应上的差异从原子尺度展现了晶格畸变和化学短法式对单晶和多晶FCC中熵合金屈服强度与位错形核倾向的影响系统论述了孪晶形成和湮灭机理讨论并总结了引入层错和孪晶对质料塑性变形机制发生的作用。相关研究结果以“Effects of lattice distortion and chemical short-range order on the mechanisms of deformation in medium entropy alloy CoCrNi”为题揭晓在金属质料领域顶刊《Acta Materialia》

加州大学圣芭芭拉分校博士生简武荣和华南理工大学博士生谢卓成为配合第一作者互助作者还包罗加州大学圣芭芭拉分校的Shuozhi Xu博士以及Yanqing Su博士。

图2.(a)-(c)划分经由350K、950K退火处置惩罚的CoCrNi合金和原子随机漫衍的CoCrNi合金在1K加载下的原子构型(紫色原子为CoCr团簇显著聚集区域红色原子为HCP原子)。

https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.08.044

为了将晶格畸变和化学短法式的影响区分讨论研究者在构建具有差别化学短程有序度的CoCrNi中熵合金(MEA)以外还获得了总体质料性能等效于随机CoCrNi合金的平均原子模型。

由于该模型由一种代表了Co、Cr、Ni三种原子平均属性的假想原子组成因此不存在本征的晶格畸变和化学短法式可作为CoCrNi合金的对照质料有利于划分展现晶格畸变和化学短法式的影响。低温和常温下的拉伸模拟效果讲明晶格畸变可以降低质料的弹性模量以及肖克雷不全位错(Shockley partial)成核的临界应变(图1)。

在所有含化学短法式的单晶CoCrNi中不全位错倾向于在CoCr团簇内成核(图2)。与随机漫衍的CoCrNi和Ni区域相比CoCr团簇具有最高的剪切应变和最低的不稳定层错能(图3)。

同时由于较严重的晶格畸变促进位错成核而晶格畸变和化学短法式都增加了位错移动的阻力低温下纳米孪晶在MEA中比在平均原子模型中更普遍(图1(e)-(h))。

图1.(a)-(d)单晶随机CoCrNi合金宁静均原子模型在1K下的拉伸应力-应变曲线;(e)-(h)对应的孪晶界密度和层错密度;(i)-(l)对应的各种位错密度;(m)-(p)应力-应变曲线在B,D,F,H时刻对应的原子构型。

上述发现系统阐明晰晶格畸变和化学短程有序在FCC中熵合金变形中的重要作用讨论了这两种因素对于位错以及孪晶演变历程的影。


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