氫對α鐵裂紋擴展機制影響的模擬研究.pdf

1、分子動力學模擬能夠?qū)嶒灲Y(jié)果以原子結(jié)構(gòu)圖的形式直觀地呈現(xiàn)出來，這樣就得到了原子的運動細節(jié)。因此分子動力學模擬對于研究材料的微觀機制，起到了重要的作用。本文使用分子動力學模擬的方法，研究了氫原子對α鐵裂紋擴展的影響。文中詳細研究了兩種不同晶體取向的α鐵裂紋在不同氫濃度下的擴展機制，研究結(jié)果表明，兩種晶體取向模型的屈服應力都隨著氫濃度的增加而降低，因為氫原子的引入引起了晶格畸變，使得α鐵裂紋更容易產(chǎn)生位錯成核。另外通過研究聚集在不同區(qū)域的氫

2、原子對裂紋擴展的影響，發(fā)現(xiàn)富集在裂紋尖端前部的氫原子可以阻礙裂紋的擴展，而吸附在裂紋表面的氫原子促進了裂紋的擴展，同時也分析了在應力梯度的作用下，氫原子的位移軌跡。在本文中，也研究了加氫條件下溫度和晶粒尺寸對α鐵裂紋力學性能的影響，研究結(jié)果表明，在100K和400K的溫度下，α鐵裂紋在塑性變形階段的流動應力要低于200K和300K時的流動應力，這是因為不同溫度下原子的活動性不同，導致不同溫度下氫原子對α鐵裂紋中不全位錯的阻礙程度不同造成