温度对磨粒划擦单晶/多晶Al材料去除行为影响的分子动力学研究

作者:施渊吉; 王容; 程诚; 张铮; 陈恒; 郭训忠; 黎军顽
来源:塑性工程学报, 2023, 30(08): 218-227.
DOI:10.3969/j.issn.1007-2012.2023.08.026

摘要

运用经典分子动力学方法对单晶/多晶Al材料去除行为与机制展开了研究。结果表明,受摩擦诱导作用,单晶Al塑性变形时更易产生螺型位错,螺型位错微观结构演化历经萌生、生长和繁衍3个阶段,且随温度升高,螺型位错萌生、生长和繁衍逐渐增多。多晶Al的晶界边缘是位错萌芽的发源地,更易产生新的位错。随着温度的增加,多晶Al的晶界范围逐渐扩张,晶粒框架发生改变,使得其晶界更易发生迁移。此外,摩擦中的单晶/多晶Al的水平切向力和法向力均随温度的升高呈线性下降,多晶Al的磨损性能弱于单晶Al,而多晶Al的摩擦因数高于单晶Al。单晶/多晶Al受摩擦诱导产生的磨屑原子数随滑动距离的增加而增加,且随温度升高呈类抛物线增长趋势。从纳观角度看,单晶/多晶Al材料去除形成磨屑的机制是材料的紧密接触区边缘应力集中导致的紧密接触区边缘的温度迅速上升,从而促进材料去除。

全文