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题名晶界V偏聚铁纳米多晶力学性能的分子动力学研究
被引量：2
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作者
周冰娆
臧志伟
薛欣
陈振业
吴之博
吕知清
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机构
燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室
河钢集团钢研总院
燕山大学河北省金属产品工艺与性能综合优化实验室
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出处
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期185-193,共9页
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基金
河北省重点研发计划(20311003D)
河北省创新能力提升计划项目(22567609H)
上海热制造工程研究中心资助项目(18DZ2253400)。
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文摘
采用具有50个(平均晶粒直径Φ5.4 nm)、100个(平均晶粒直径Φ4.2 nm)和200个(平均晶粒直径Φ3 nm)晶粒的Fe多晶体模型,运用分子动力学方法计算分析了晶界V偏聚对不同平均晶粒直径Fe多晶体变形行为的影响。模型选取的V元素的偏聚量分别占Fe多晶体晶界上Fe原子数的1%、5%和10%,模拟计算了温度、平均晶粒直径与晶界V偏聚量对Fe多晶体模型拉伸与剪切行为的影响。结果表明,当晶界中不含有偏聚元素V时,Fe多晶体的抗拉强度和抗剪强度随着温度的升高明显降低。在低温(10 K)与常温(300 K)条件下,当Fe多晶体的平均晶粒直径分别为Φ5.4 nm时,晶界上V偏聚量的改变对Fe多晶体的抗拉强度与抗剪强度的影响较小。当Fe多晶体的平均晶粒直径分别为Φ4.2和Φ3 nm时,在晶界上加入5%的V元素可以明显提高抗拉强度,随着晶界上V偏聚量增加到10%时,Fe多晶体的抗拉强度下降。在低温(10 K)条件下,晶界V元素偏聚量为5%时,平均晶粒直径为Φ4.2与Φ3 nm的Fe多晶体抗拉强度明显大于平均晶粒直径为Φ5.4 nm的Fe多晶体,当晶界V元素偏聚量增加到10%时,不同平均晶粒直径的Fe多晶体的抗拉强度趋于一致。当晶界中含有V元素且V偏聚量为5%时,在低温(10 K)条件下,晶界元素V对平均晶粒直径为Φ4.2和Φ3 nm的Fe多晶体的抗剪强度有明显的弱化作用,在常温(300 K)条件下,晶界元素V对平均晶粒直径为Φ4.2和Φ3 nm的Fe多晶体的抗剪强度有明显的强化作用。
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关键词
分子动力学
多晶体模型
力学性能
V元素
偏聚
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Keywords
molecular dynamics
polycrystalline model
mechanical properties
V element
segregation
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分类号
TG146.15
[金属学及工艺—金属材料]
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