Ni/Ni_3Al拉伸力学性能的分子动力学模拟

作者：朱旭; 江五贵; 李源才; 吕辉

来源：稀有金属材料与工程, 2021, 50(04): 1254-1262.

• Ni/Ni_3Al
• γ′强化
• 温度效应
• 应变速率效应
• 分子动力学

采用分子动力学方法研究了Ni/Ni3Al的拉伸力学性能。首先模拟了在室温、恒定应变速率环境下γ′强化相的含量对Ni/Ni3Al拉伸力学性能的影响,重点研究了具有3种典型特征的γ′强化相含量的Ni/Ni3Al微观组织演化。研究结果表明:相比于单晶Ni,γ′强化相可以提高Ni/Ni3Al的抗拉强度。这是因为在塑性变形过程中,随着位错的不断增殖,位错密度逐渐增大,导致位错塞积,增大了位错运动的阻力,提高了抗拉强度。接着研究了温度对Ni/Ni3Al拉伸力学性能的影响,发现Ni/10%Ni3Al（体积分数,下同）的抗拉强度随着温度的升高呈下降趋势。这是因为随着温度的升高,原子动能增大,导致原子热运动更剧烈,原子间的结合力更弱,脱离平衡位置的原子来不及回到平衡位置,fcc结构转变为大量的hcp结构和其他无序原子排列结构,导致晶格畸变,降低了抗拉强度。最后研究了应变速率对Ni/Ni3Al的拉伸力学性能的影响,结果表明,抗拉强度对低应变速率不敏感,对高应变速率敏感。