Молекулярно-динамическое моделирование релаксации зернограничного дисклинационного диполя под воздействием ультразвуковых напряжений

А.А. Назаров1
1Институт проблем сверхпластичности металлов РАН
Аннотация
Методом молекулярной динамики проведено моделирование влияния осциллирующих напряжений сжатия-растяжения на атомную структуру границы зерен (ГЗ) с осью наклона [112], содержащей дисклинационный диполь, в никеле. Исходная система для моделирования была построена путем стыковки бикристаллов, содержащих границы наклона =11 / 62.96 и =31 / 52.20, так что дисклинационный диполь имел мощность, равную  = 10.76. Построенная таким образом система была подвергнута релаксации при температуре T = 300 K в течение времени 150 пс. Затем вдоль нормали к оси наклона в плоскости ГЗ было приложено синусоидальное одноосное напряжение, и изучено его влияние на структуру и энергию бикристалла. Период напряжений составлял 160 пс, были приложены до 5 циклов деформации. Используемая модель удобна для изучения поглощения или испускания дислокаций границами зерен, так как в каждом зерне могут зарождаться и скользить только краевые дислокации одно системы скольжения. Моделирование показало, что осциллирующее напряжение приводит к генерации границей решеточных дислокаций, их скольжению по зернам и стоку на соответствующих поверхностях. Дислокации зарождаются в областях ГЗ, в которых поле напряжений дисклинационного диполя облегчают это процесс, поэтому процесс приводит к компенсации полей напряжений дисклинационного диполя и возврату равновесной структуры и энергии ГЗ. Сделан вывод, что испускание дислокаций неравновесными ГЗ может быть основным механизмом релаксационного воздействия ультразвука на структуру сильно деформированных металлов.
Получена: 26 июля 2016   Исправлена: 24 августа 2016   Принята: 25 августа 2016
Просмотры: 72   Загрузки: 23
Ссылки
1.
A.A. Nazarov, R.R. Mulyukov. Handbook of Nanoscience, Engineering, and Technology. Boca Raton, CRC Press. (2002) p. 22-1.
2.
R.Z. Valiev, A.P. Zhilyaev, T.G. Langdon. Bulk Nanostructured Materials: Fundamentals and Applications. Hoboken, Wiley. (2013) 440 p.
3.
V.V. Rybin. Large Plastic Deformations and Fracture of Metals. Moscow, Metallurgia. (1986). 224 p. (In Russian)
4.
A.A. Nazarova, R.R. Mulyukov, V.V. Rubanik, Yu.V. Tsarenko, A.A. Nazarov. Phys. Metals Metallogr. 110, 574 (2010).
5.
A.A. Samigullina, R.R. Mulyukov, A.A. Nazarov, A.A. Mukhametgalina, Yu.V. Tsarenko, V.V. Rubanik. Letters on Materials. 4, 52 (2014).
6.
A.A. Samigullina, Yu.V. Tsarenko, V.V. Rubanik, V.A. Popov, V.N. Danilenko, R.R. Mulyukov. Letters on Materials. 2, 214 (2012).
7.
A.A. Samigullina, A.A. Nazarov, R.R. Mulyukov, Yu.V. Tsarenko, V.V. Rubanik. Rev. Adv. Mater. Sci. 39, 14 (2014).
8.
A.A. Nazarova, S.V. Dmitriev, Yu.A. Baimova, R.R. Mulyukov, A.A. Nazarov. Phys. Metals Metallogr. 111, 513 (2011).
9.
T. Shimokawa. Phys. Rev. B 82, 174122 (2010).
10.
S.M. Foiles, M.I. Daw and M.S. Baskes. Phys. Rev. B 33, 7983 (1986).
11.
http://xmd.sourceforge.net/about.html.
12.
http://www.openrasmol.org.
13.
A. Stukowski. Modell. Simul. Mater. Sci. Eng. 18, 015012 (2010).
14.
A.A. Nazarov. Rev. Adv. Mater. Sci., in press.