合金材料應(yīng)變率軟化型塑性失穩(wěn)的微觀機(jī)制研究.pdf

1、合金材料在一定的溫度下容易發(fā)生應(yīng)變率軟化型塑性失穩(wěn)現(xiàn)象-PLC效應(yīng),這種現(xiàn)象嚴(yán)重影響了此類合金材料的應(yīng)用。對(duì)PLC效應(yīng)的微觀機(jī)制研究,有助于更好的將宏觀現(xiàn)象與微觀機(jī)制聯(lián)系起來(lái),為此類材料的廣泛應(yīng)用提供一定的幫助。本文通過(guò)蒙特卡羅方法研究了合金材料塑性失穩(wěn)行為的內(nèi)在機(jī)制,對(duì)位錯(cuò)與溶質(zhì)原子的交互作用進(jìn)行了模擬分析,先后研究了不同的外應(yīng)力、溫度及溶質(zhì)原子初始濃度對(duì)位錯(cuò)及溶質(zhì)原子的分布形態(tài)、位錯(cuò)的受力和速度變化、溶質(zhì)原子的濃度變化以及位錯(cuò)的穿界

2、次數(shù)的影響。通過(guò)對(duì)以上三種條件下位錯(cuò)與溶質(zhì)原子運(yùn)動(dòng)特征的研究,得到以下結(jié)論:
　　1.溶質(zhì)原子對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用隨著外應(yīng)力的增加先增加后減小。在關(guān)于外應(yīng)力的三個(gè)算例中,較小外應(yīng)力下,模擬單元應(yīng)力弛豫過(guò)程及位錯(cuò)被溶質(zhì)原子釘扎所需時(shí)間最短;無(wú)外應(yīng)力下,應(yīng)力弛豫過(guò)程及位錯(cuò)被溶質(zhì)原子釘扎所需時(shí)間其次;而較大外應(yīng)力下,由于外加應(yīng)力遠(yuǎn)大于其他因素產(chǎn)生的非平衡力,溶質(zhì)原子已難以對(duì)位錯(cuò)形成穩(wěn)定的釘扎;
　　2.隨著溫度的提高,位錯(cuò)具有更高

3、的能量,位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)整體呈現(xiàn)出加劇現(xiàn)象,溶質(zhì)原子愈發(fā)難以對(duì)位錯(cuò)形成有效釘扎。總體上,溫度的提高可以引起位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)速度的增加,在宏觀上即提高材料變形的應(yīng)變率;
　　3.位錯(cuò)速度受溶質(zhì)原子濃度的影響,溶質(zhì)原子濃度越大,位錯(cuò)受到的溶質(zhì)原子拖拽力越大,受到的合力越小,位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)速度越小;
　　4.溶質(zhì)原子的偏聚速度與溶質(zhì)原子初始濃度有關(guān),初始濃度越高,溶質(zhì)原子偏聚速度越快,越容易形成Cottrell氣氛,位錯(cuò)也越容易被釘扎;
　　5.