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摘要
通过分子动力学模拟(MD)方法对Ti3Al合金在定向凝固条件下的生长机理进行了系统研究，并且对比了三种结构，即纳米晶(NG)、粗晶(CG)和梯度纳米晶(GNG)的力学性能。结果表明，在凝固过程中Ti3Al相优先生长为等轴晶组织，随后逐渐演变为柱状粒，并最终形成梯度纳米晶结构。此时，晶粒的生长方向与温度梯度方向平行。此外，研究还发现由定向凝固技术产生的梯度纳米晶结构相较于细晶和粗晶结构，拥有更高的抗拉强度和更好的延展性。其内在原因是由于梯度纳米晶结构有效抑制了小晶粒区域的应变局域化和晶粒生长，同时促进了较大晶粒区域的位错形成，从而获得了更好的力学性能。
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