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温度对单晶γ-TiAl合金裂纹扩展的影响的分子动力学模拟被引量：5: 2016年; 用分子动力学方法从原子尺度对单晶γ-TiAl合金中心裂纹的扩展机理进行了研究,模拟了不同温度下预制中心裂纹的扩展过程。结果表明:随着温度升高,裂纹的启裂时间变长,启裂应力值分别为5.64GPa、4.58GPa和4.27GPa;裂尖和边界发射的位错数目随温度的升高而增多;温度为300K时,裂纹先脆性扩展,出现分枝后,裂纹通过裂尖发射位错向前扩展,扩展过程为塑性扩展;温度达750K时裂纹出现分枝,扩展过程为塑性扩展,此时的裂纹扩展速率慢于300K时的裂纹扩展速率;950K时裂纹没有出现分枝,扩展过程为塑性扩展且扩展速率最快;三种温度下裂纹扩展过程均出现裂尖钝化与偏折现象。; 曹卉芮执元罗德春付蓉剡昌锋; 关键词：Γ-TIAL合金单晶分子动力学位错

纳米压痕下孪晶钛铝合金性能的模拟研究被引量：1: 2020年; 通过分子动力学方法对孪晶钛铝合金材料进行纳米压痕模拟,观察压痕过程中孪晶钛铝合金材料的位错演化和力学性能。模拟研究表明:在压痕前期,孪晶界阻碍位错运动,位错与位错形核之间的相互反应使材料的硬度提高;在压痕中后期,孪晶界吸收位错,使材料的硬度降低;压头距离孪晶界较远时,孪晶界对压痕过程的影响程度显著减小,且靠近孪晶界位置材料的弹性模量较大。; 杨星芮执元付蓉剡昌锋文洮; 关键词：钛铝合金纳米压痕

单晶γ-TiAl合金微裂纹扩展行为的分子动力学模拟被引量：7: 2015年; 为了从微观原子结构探索γ-Ti Al合金裂纹扩展的机理,研究了恒定加载速度下温度对γ-Ti Al合金中裂纹扩展的影响。采用分子动力学方法对单晶γ-Ti Al合金中预置微裂纹的扩展过程进行模拟,研究表明,室温下裂纹呈脆性解理扩展,中、高温时,裂纹在扩展过程中发射位错,裂尖钝化并伴有偏转;随温度的升高,微裂纹由脆性解理扩展向韧性扩展转化,裂纹扩展速率减慢,材料塑性增加;裂尖发射的位错堆积在边界附近,使得位错堆积处萌生空洞缺陷,随着加载的继续,空洞最终长大形成微裂纹,出现边界开裂的现象。; 付蓉芮执元剡昌锋罗德春冯瑞成; 关键词：Γ-TIAL合金分子动力学

纳米单晶γ-TiAl合金应变速率效应分子动力学模拟被引量：8: 2018年; 采用分子动力学方法模拟不同应变速率下纳米单晶γ-TiAl合金中裂纹的扩展,利用速度加载方式对预置裂纹的单晶γ-TiAl合金进行动态单向拉伸,模拟过程中施加应变速率为5.0×10~7～7.5×10~9 s^(-1)。结果表明:不同的应变速率范围下裂纹的扩展形式差异很大。在不敏感区(ε≤4×10~8s^(-1)),裂纹呈解理扩展;在敏感区(4.0×10~8s^(-1)<ε≤1.0×10~9s^(-1)),前期呈现解理扩展特征,后期裂纹扩展通过裂尖发射滑移位错,位错塞积萌生空洞,空洞形核长大形成子裂纹,ε≤5.0×10~8s^(-1)时,子裂纹发生偏向,与主裂纹呈45°方向串接,5.0×10~8s^(-1)<ε≤1.0×10~9s^(-1)时,子裂纹与主裂纹同向串接,最终导致裂纹扩展直至断裂;在突变区(ε≥1.0×10~9s^(-1)),因应变强化作用使裂纹不在应力最大时刻启裂,出现裂纹扩展后应力持续增加一段时间后减小的现象,高应变速率导致裂尖前端多处区域的原子结构局部非晶化,最终在原子结构混乱处萌生微裂纹,微裂纹扩展导致"试件"多处开裂。; 罗德春张玲付蓉曹卉芮执元; 关键词：Γ-TIAL合金应变速率分子动力学

片层状TiAl-Nb合金中γ/γ界面体系拉伸行为的原子模拟被引量：2: 2023年; 全片层组织结构的TiAl基合金在发生塑性变形时,因具有多个可阻碍位错迁移的界面,增加了位错迁移所需要的应变能,从而使变形能力和强度强烈依赖于这种显微组织中的层状界面。本工作采用分子动力学方法研究了单轴拉伸载荷下具有γ/γ界面的TiAl-Nb合金的变形行为。从原子尺度上讨论了真孪晶(True-twin,TT)、旋转界面(Rotational boundary,RB)、伪孪晶(Pseudo-twin,PT)三种不同界面下,片层状TiAl-Nb合金的力学响应、位错演化和断裂机制;阐述了材料力学响应与微观缺陷演化之间的关系,表明含不同界面的TiAl-Nb合金力学性能具有显著的层状边界效应。通过观察位错与界面的交互作用发现位错与界面相遇后,三个界面及附近都会产生无序原子区;而RB/PT试样中无序原子区作为位错源会向另一片层发射位错,TT试样中的无序原子区不会作为位错源向另一片层发射位错。; 张隽冯瑞成姚永军杨晟泽曹卉付蓉李海燕; 关键词：位错分子动力学

单晶γ-TiAl合金中裂纹沿[111]晶向扩展的分子动力学研究被引量：5: 2016年; 为了从微观角度探索γ-TiAl合金中特定晶向的裂纹扩展机理,研究了γ-TiAl合金中[111]晶向微裂纹扩展的过程及其断裂机理。首先在单晶γ-TiAl合金中预置[111]晶向的微裂纹,然后通过分子动力学方法模拟该裂纹的扩展过程,最终分析了裂尖原子组态变化、微裂纹扩展路径以及应力-应变情况。研究表明,该晶向的微裂纹不是沿直线扩展,而是启裂时裂尖发生偏转,表现出明显的取向效应;微裂纹以裂尖发射滑移位错以及裂尖上形成孪晶的方式进行扩展;受边界的影响,微裂纹扩展到一定阶段会在边界位错堆积处萌生子裂纹,且扩展机制与主裂纹类似;在两个裂纹尖端发射滑移位错的相互作用下,在主裂尖前端再次萌生子裂纹,最终主、子裂纹相连导致断裂;微裂纹扩展过程中的应力分布主要集中于裂尖和扩展过程中形成的孪晶面上,并且随着微裂纹的扩展,裂尖应力值随时间的增大而减小。; 罗德春芮执元付蓉张玲剡昌锋曹卉; 关键词：分子动力学晶向

片层厚度对双相TiAl合金力学性能影响的纳米压痕研究被引量：3: 2022年; 为研究纳米压痕过程中片层厚度和γ/α_(2)相界对双相TiAl合金变形行为及力学性能的影响,针对5种不同厚度的双相TiAl合金模型,采用分子动力学的方法模拟计算了金刚石压头以垂直于γ/α;相界方向分别压入γ和α;相的纳米压痕过程。结果表明:材料的硬度随片层厚度的减小而增大,当片层厚度减小至7nm时,材料的硬度达到最大值,进一步减小片层厚度时,材料的硬度反而减小。材料的弹性模量也会随片层厚度的变化而改变,与硬度呈现正比关系。此外,在纳米压痕过程中,压头压入γ相时,变形行为以{111}面的层错为主,γ/α_(2)相界会阻碍位错的运动;压头压入α;相时,变形行为以(0001)基面的堆垛层错为主,基面上Shockley不全位错的运动会导致材料表面产生相变,且棱柱面滑移被激活。; 刘兴华芮执元付蓉曹卉文洮剡昌锋; 关键词：片层厚度力学性能纳米压痕分子动力学

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付蓉