沖擊速度對單晶鎳層裂行為的影響規(guī)律及作用機(jī)制

編號：FTJS106829

篇名：沖擊速度對單晶鎳層裂行為的影響規(guī)律及作用機(jī)制

作者：王路生 羅龍 劉浩 楊鑫 丁軍 宋鹍 路世青 黃霞

關(guān)鍵詞： 沖擊速度 單晶鎳 層裂 相變 分子動力學(xué)

機(jī)構(gòu)： 重慶理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 西南科技大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院

摘要： 為了闡明沖擊速度對單晶鎳沖擊層裂行為的影響機(jī)理,采用非平衡分子動力學(xué)方法獲得了不同沖擊速度下單晶鎳自由面的速度、徑向分布函數(shù)、原子晶體結(jié)構(gòu)、位錯(cuò)和孔洞演化過程.結(jié)果表明單晶鎳層裂行為的臨界沖擊速度為1.5 km/s,當(dāng)沖擊速度Up≤1.5 km/s時(shí),層裂機(jī)制為經(jīng)典層裂損傷,而Up>1.5 km/s時(shí)表現(xiàn)出微層裂損傷.相比經(jīng)典層裂,微層裂下孔洞數(shù)量顯著增加,分布更為分散,應(yīng)力區(qū)域?qū)?分析了沖擊速度對經(jīng)典層裂損傷行為(Up≤1.5 km/s)的影響,并獲得了相應(yīng)的層裂強(qiáng)度,當(dāng)Up=1.3 km/s時(shí),發(fā)生層裂強(qiáng)度突變.單晶鎳的層裂強(qiáng)度與層錯(cuò)、相變和位錯(cuò)機(jī)制共同作用.隨著位錯(cuò)形核和發(fā)射位錯(cuò)數(shù)量增加,導(dǎo)致層裂強(qiáng)度先下降.當(dāng)沖擊速度Up<1.3 km/s時(shí),層裂損傷主要由層錯(cuò)作用影響;當(dāng)Up=1.3 km/s時(shí),層裂強(qiáng)度主要受到層錯(cuò)與相變共同競爭作用;當(dāng)沖擊速度Up>1.3 km/s,層裂強(qiáng)度主要由BCC相變機(jī)制影響,其相變機(jī)制為相變路徑為FCC→BCT→BCC的馬氏體相變機(jī)制.本文揭示了沖擊速度對層裂損傷和斷裂影響規(guī)律及作用機(jī)制,可為鎳基材料在極端沖擊條件下的防護(hù)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ).