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材料热处理学报2024年第10期:基于分子动力学模拟的Cu-Zr/Al复合材料的变形行为

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张飞扬;王文焱;谢敬佩;王爱琴;朱晓龙;崔云峰;

单位:河南科技大学材料科学与工程学院;有色金属新材料与先进加工技术省部共建协同创新中心;洛阳双瑞万基钛业有限公司;

摘要:采用分子动力学模拟方法研究了Zr含量对Cu/Al层状复合材料拉伸变形行为的影响,使用取代掺杂的方式用Zr取代Cu/Al层状复合材料中的Cu,取代比例分别为0.25%、0.45%、0.65%、0.85%和1.05%。结果表明:随着Zr取代比例的增加,Cu-Zr/Al复合材料的极限拉伸强度和最大拉伸应变呈现波动变化的趋势。当Zr的取代比例为0.85%时,复合材料的极限抗拉强度和最大拉伸应变最大,继续增加Zr的含量则会使极限拉伸强度和最大拉伸应变都减小。随着应变的增加,FCC结构、BCC结构以及HCP结构会发生相互转化,沿Y轴进行拉伸时,初始阶段相结构转变更加明显;随着Zr取代比例的增加,塑性变形过程中复合材料的晶型转变将会推迟进行,Shockley不全位错在塑性变形过程中起主导作用,且沿Y轴拉伸时的位错线长度大于沿Z轴拉伸时的位错线长度,同时由于Zr元素的加入,影响位错的扩散,导致复合材料的位错密度降低,从而提高其强度。

关键词:Cu-Zr/Al复合材料;;分子动力学模拟;;拉伸变形机制

基金资助:国家重点研发计划(2021YFB3701300)