单晶Al0.1CoCrFeNi高熵合金裂纹扩展的分子动力学模拟
2021-11-30刘翠霞夏振海
西安工业大学学报 2021年5期
姚 瑜,刘翠霞,夏振海
(1.西安工业大学 材料与化工学院,西安 710021;2.北德克萨斯大学 材料科学与工程系/化学系,美国 丹顿 TX76203)
高熵合金(High-entropy Alloys)是具有等原子或接近等原子组成的多组分合金,是由5种或5种以上金属元素组成的固溶体。这些组成元素的摩尔比相近或相等,通常在5%至35%。由于其显著的机械强度以及在环境温度和高温下的抗氧化性和抗疲劳性,在材料领域受到越来越多的关注。假设合金处于完全随机状态(液态或随机固溶体),高熵合金的构型熵远高于具有1种或至多2种主元素的常规合金,由此引出高熵合金的定义[1]。高熵合金所具备的高硬度、高强度、高耐磨性、高抗氧化性、高抗回火性等特性,正符合这个时代对金属材料性能的要求,其优异的力学性能吸引了大量的学者深入研究。
裂纹扩展是塑性过程和弹性过程相结合的过程,塑性过程表现为裂纹尖端附近的位错形核和发射,堆垛层错或孪晶的形成,以及位错运动引起的原子切变行为弹性过程的发生则是由无位错区中原子断键所导致。因此,从裂纹扩展的角度研究高熵合金力学性能的微观机理是一个重要的突破。裂纹扩展作为高熵合金中典型的力学行为特征,影响裂纹扩展的因素也非常多。现在被大多数人了解的通常有两个原因,第一个是由材料本身的性质决定的,另一个因素则是通过施加外界诸多条件来改变。高熵合金材料自身的断裂韧性、弹性模量等固有属性是不变的。……
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