鈦合金內(nèi)裂紋愈合的機理研究.pdf

1、研究材料內(nèi)部裂紋愈合的機理有助于對含有裂紋的材料進行性能改造，消除裂紋使其回收利用，具有重要的經(jīng)濟價值。而且通過了解裂紋愈合的機理我們也可以找出材料中裂紋可能產(chǎn)生的原因以及其擴散的方式。在材料的生產(chǎn)或者使用中可以為避免出現(xiàn)裂紋提供理論指導。
　　本文利用分子動力學方法,模擬了單晶鈦內(nèi)部球形空洞在壓縮變形條件下的愈合行為。模擬結(jié)果表明：在壓縮條件下空洞處有位錯產(chǎn)生，位錯沿著密排面移動，并且位錯伴隨著層錯帶產(chǎn)生。通過位錯的產(chǎn)生和運動，

2、球型裂紋逐漸變小，最后消失。裂紋消失后，晶體中分布著位錯網(wǎng)和小的空洞。正是由于位錯的產(chǎn)生、運動和湮滅，使得裂紋中的空隙部分被轉(zhuǎn)移，這是納米尺度裂紋愈合的根本原因。
　　為了研究壓縮變形條件下晶界對純鈦內(nèi)部球形空洞壓實愈合的影響規(guī)律，本文通過建立壓縮變形條件下含球形空洞的雙晶鈦模型，采用分子動力學方法，模擬比較了三組不同的空洞與晶界的位置關(guān)系，空洞遠離晶界、空洞靠近晶界和空洞在晶界上的空洞愈合情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在壓縮變形條件下，若空洞

3、遠離晶界，兩端發(fā)射位錯環(huán)，最易愈合；若空洞靠近晶界，只有一端發(fā)射位錯環(huán)，愈合速度次之；若空洞在晶界上，不發(fā)射位錯環(huán)，只是沿著兩個不同晶粒的密排面發(fā)射線性位錯，最難愈合。
　　通過對應(yīng)變、溫度、應(yīng)變速率、晶界對鈦合金內(nèi)裂紋愈合的影響研究指出：
　　(1)隨著應(yīng)變增大，鈦合金內(nèi)裂紋處沿密排面向外發(fā)射位錯，伴隨著層錯的出現(xiàn)，裂紋最后愈合；
　　(2)溫度對裂紋愈合速度的影響很大，并且此時裂紋的愈合機理主要為原子熱擴散愈合機理