Моделирование формирования свободного объема в границах зерен и тройных стыках при кристаллизации никеля

Г.М. Полетаев ORCID logo , Д.В. Новоселова, Р.Ю. Ракитин, А.С. Семенов показать трудоустройства и электронную почту
Получена 22 февраля 2020; Принята 30 апреля 2020;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Г.М. Полетаев, Д.В. Новоселова, Р.Ю. Ракитин, А.С. Семенов. Моделирование формирования свободного объема в границах зерен и тройных стыках при кристаллизации никеля. Письма о материалах. 2020. Т.10. №3. С.299-302
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-3-299-302
Методом молекулярной динамики исследуется формирование свободного объема в границах зерен и тройных стыках при кристаллизации на примере никеляМетодом молекулярной динамики проведено исследование формирования свободного объема в границах зерен и тройных стыках при кристаллизации на примере никеля. Для имитации процесса кристаллизации использовались кристаллические зародыши — небольшие идеальные кристаллы с фиксированной решеткой. Ориентация кристаллической решетки в зародышах задавалась случайной, но такой, чтобы в результате кристаллизации получались границы наклона с осью разориентации <100> или <111>. Показано, что свободный объем при кристаллизации преимущественно концентрируется в границах зерен и тройных стыках, причем в большей степени в последних, т. е. там, где в последнюю очередь происходит затвердевание структуры и встречаются фронты кристаллизации. Пониженная плотность структуры в тройных стыках по сравнению с границами зерен объясняется тем, что при встрече трех фронтов кристаллизации происходит фиксация объема, в котором затвердевает жидкая фаза, имеющая плотность ниже плотности кристалла. Скорость движения фронта кристаллизации в несколько десятков раз меньше скорости звука в металле, поэтому дефекты, как правило, формировались только в последнюю очередь — при встрече фронтов, т. е. в границах зерен и тройных стыках. Дисклинации в тройных стыках в настоящей работе не наблюдались. В процессе кристаллизации в области тройных стыков иногда возникали сравнительно небольшие субзерна с отличной от соседних зерен ориентацией и находящиеся, как правило, в состоянии растяжения, но они сравнительно быстро «залечивались», поглощаясь соседними растущими зернами.