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TiAl/Ti3Al体系剪切变形的分子动力学研究
引用本文:刘永利,赵星,张宗宁,张林,王绍青,叶恒强.TiAl/Ti3Al体系剪切变形的分子动力学研究[J].物理学报,2009,58(Z1).
作者姓名:刘永利  赵星  张宗宁  张林  王绍青  叶恒强
作者单位:1. 东北大学理学院,沈阳,110004
2. 东北大学理学院,沈阳,110004;辽宁工业大学数理科学系,锦州,121001
3. 中国科学院金属研究所,沈阳材料科学国家(联合)实验室,沈阳,110016
基金项目:国家自然科学基金,国家重点基础研究发展规划(973计划) 
摘    要:利用分子动力学方法研究了正化学比的TiAl/Ti3Al双相体系中剪切变形诱发位错形核以及相关结构转变的动态过程以及切变力场对最终结构的影响.研究发现,在TiAl/Ti3Al双相体系中剪切变形诱发黏滞-滑移式的滑移行为;界面在其中起到了传递能量、均衡协变的作用,界面两侧的异相结构保留了单相形变特征.六角密堆积(HCP)-Ti3Al部分各原子层较长时间内呈整体剪切协变,其后形变分化为应力集中诱发层错区和初始完整结构回复区;而面心立方(FCC)-TiAl部分因刚性较大仅存在微协变,其后局部受力区直接诱发相邻原子层间相对滑移,发生FCC向HCP结构转变.变形结构方面,HCP-Ti3Al部分在剪切力较大区域形成连续且稳定的FCC堆垛,近界面区FCC薄层与HCP相交替并存;而FCC-TiAl部分内禀层错和孪晶共存,当力场增大时形成亚稳HCP结构.

关 键 词:分子动力学模拟  剪切变形  层错结构

Molecular dynamics study of the shear deformation in TiAl/Ti3Al system
Liu Yong-Li,Zhao Xing,Zhang Zong-Ning,Zhang Lin,Wang Shao-Qing,Ye Heng-Qiang.Molecular dynamics study of the shear deformation in TiAl/Ti3Al system[J].Acta Physica Sinica,2009,58(Z1).
Authors:Liu Yong-Li  Zhao Xing  Zhang Zong-Ning  Zhang Lin  Wang Shao-Qing  Ye Heng-Qiang
Abstract:The dynamical shear deformation induced hexagonal close-packed (HCP)face-centred cubic (FCC) processes in TiAl/Ti3Al system are investigated by the molecular dynamics method. The details of the dislocation initiation, the microstructure evolution and the force field effect are presented and discussed. The analyses of the potential variation and the structural snapshots show that the shear deformation is related to the "stick-slip" behaviour. The interface can transit the energy and counterpoise the deformation between the hetero-phases. The HCP-Ti3Al (FCC-TiAl) shows obvious (little) covariant deformation stage before the initiation of the fault transition. For HCP-Ti3Al, the final structure is the continued FCC stacking in a region with the large force field, and the FCC and HCP plates alternatively occur near the interface. For FCC-TiAl, twin and SISF are the main remnants, and the meta-stable HCP phase may occur with the increment of the force field.
Keywords:TiAl/Ti3Al  TiAl/Ti3Al  molecular dynamics simulation  shear deformation  fault structure
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