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作者:孟祥军;刘翔宇;梁吉祥;程巍;刘秀波;
单位:江苏城乡建设职业学院公用事业学院;北京城市学院3D打印研究院;中南林业科技大学材料表界面科学与技术湖南省重点实验室;
摘要:通过分子动力学模拟研究了FeCrNi-M (M=Co, Cu)中熵合金的拉伸性能、摩擦学性能及变形机理。结果表明,Co或Cu元素掺杂引发的细晶强化和固溶强化效应显著增强了FeCrNi合金的强度和硬度,同时改善了其抗拉伸和摩擦学性能;Co或Cu元素的等比掺杂增加了合金的组元数量,导致其广义堆垛层错能下降,其中,FeCrNiCu合金具有较高的不稳定堆垛层错能(Unstable stacking fault energy, γ_(usf))值,使其倾向于发生直接滑移,相比之下,FeCrNiCo合金拥有较低的内禀层错能(Intrinsic stacking fault energy, γ_(isf))值,可以有效阻碍位错的滑移,从而增强位错塞积和增殖,增强了应变硬化效应;对比3种合金的剪切应变发现,FeCrNi和FeCrNiCo合金的剪切变形分布类似,归因于FeCrNiCo合金较低的γ_(isf)值,导致层错倾向于堆积而非远场拓展,因而表现为更为严重的“V”形变形区;相反,含有Cu元素的FeCrNiCu合金则表现出大量的剪切变形区域,从应力源(金刚石磨粒与合金表面接触位置)向周围区域延伸。
关键词:FeCrNi合金;;分子动力学模拟;;拉伸行为;;摩擦学性能;;变形机制
基金资助:2025年常州市科技计划项目(CJ20253028);; 2023年江苏高校“青蓝工程”资助项目;; 中原关键金属实验室开放基金(GJJSKFZD202401)