考虑晶体取向的Al0.3CoCrFeNi高熵合金动态力学性能研究

O347.3; 鉴于高熵合金材料(high-entropy alloy,HEA)在高应变率动态响应下呈现不同的破坏模式及力学性能,其潜在机理从宏观角度已不能够完全解释,需从微观角度研究其动态响应过程中的原子结构变化、位错分布变化、演变机理及变形机制,为优化HEA防护材料的加工工艺、制备方法等提供参考.利用分子动力学模拟的方法,设计了[100]、[110]和[111]等 3 种取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金在不同应变率下的压缩、拉伸及冲击试验,分析了动态响应过程中原子结构变化、位错分布变化、演变机理及变形机制.压缩试验中:[110]取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金的屈服...

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Published in爆炸与冲击 Vol. 44; no. 3; pp. 2 - 26
Main Authors 陈嘉琳, 李述涛, 陈叶青
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 军事科学院国防工程研究院,北京 100036 01.03.2024
Subjects
high-entropy alloy
deformation mechanism
分子动力学
变形机制
微观演变
crystal orientation
microstructure evolution
molecular dynamics
高熵合金
晶体取向
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ISSN1001-1455
DOI10.11883/bzycj-2023-0324

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Summary:O347.3; 鉴于高熵合金材料(high-entropy alloy,HEA)在高应变率动态响应下呈现不同的破坏模式及力学性能,其潜在机理从宏观角度已不能够完全解释,需从微观角度研究其动态响应过程中的原子结构变化、位错分布变化、演变机理及变形机制,为优化HEA防护材料的加工工艺、制备方法等提供参考.利用分子动力学模拟的方法,设计了[100]、[110]和[111]等 3 种取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金在不同应变率下的压缩、拉伸及冲击试验,分析了动态响应过程中原子结构变化、位错分布变化、演变机理及变形机制.压缩试验中:[110]取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金的屈服强度最高,[111]的次之,[100]的最低;[100]取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金主要的变形机制为孪晶变形,[110]的为滑移变形,[111]的为位错变形.拉伸试验中:[111]取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金的屈服强度最高,[100]的次之,[110]的最低;[100]取向结构Al0.3CoCrFeNi高熵合金拉伸过程中孪晶结构较多,[110]取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金产生较规则的密排六方结构滑移面,[111]取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金不会产生任何滑移面.随着应变率的升高,3 种取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金压缩和拉伸屈服强度均大幅度提高,对应伸长量增大.较低应变率(1×109 s-1)下的塑性变形机制主要为滑移变形,但滑移系较少;中应变率(1×1010 s-1)下的塑性变形机制是以滑移为主的变形机制,但滑移系较多;高应变率(1×1011 s-1)下的塑性变形机制是由原子排列无序化的非晶原子诱导的变形.[110]取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金的抗冲击性能最好,与其具有最高的屈服强度,并且在屈服结束阶段也能保持最高的应力有关.
ISSN:1001-1455
DOI:10.11883/bzycj-2023-0324