| 题名 | 温度与Nb元素对多晶γ-TiAl合金力学性能的影响 |
| 作者 | 闫峰 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 冯瑞成 |
| 关键词 | 多晶γ-TiAl合金 温度 力学性能 Nb元素 分子动力学 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 由于航空航天和汽车行业的发展,温度对材料性能的影响越来越重要。更多的学者开始关注温度对材料性能影响的规律,随着温度的升高,金属中微观结构等将发生改变,从而导致其力学性能的改变。对于多晶金属材料来说,温度对晶界和晶粒的影响很大,同时,温度影响材料的微观断裂方式;温度过低材料会发生冷脆,温度过高会使金属材料的力学性能显著降低,以致发生变形和损坏。γ-TiAl合金广泛应用于航空、航天和汽车工业领域,其室温脆性和高温塑性制约了本身的发展,然而这些缺陷可以通过对Ti-Al-Nb进行合金化来完善。为了更进一步了解温度对材料性能的影响,本文采用Voronoi算法构建多晶γ-TiAl合金模型,通过分子动力学模拟了不含Nb和含Nb多晶γ-TiAl合金的拉伸变形,研究了温度对其力学性能和微观机理的影响,得到以下结论:(1)温度对不含Nb多晶γ-TiAl合金力学性能以及微观组织演化的影响。当温度增高,弛豫后初始模型晶粒内部产生的位错数量会急剧增多,体系启裂的临界应变量增大,多晶γ-TiAl合金的屈服强度逐渐降低,弹性模量呈非线性下降趋势,材料的韧性增加,塑性变形更容易发生,总能量随之升高,使得体系越不稳定,当温度升高到1000K时,材料发生了脆韧转变。在拉伸过程中,材料首先在三叉晶界处进行位错形核、发射,发生塑性变形,而晶界阻碍位错的滑移;随着温度的升高,材料明显发生了晶粒转动和晶界滑移,位错发射的临界应力也随之而下降,在同一应力下,发射位错的数量会增加;在加载过程中,晶界会不断地发射位错,当外加载荷增大时,发射的位错增多,对塑性变形的影响也增大。(2)温度对含Nb多晶γ-TiAl合金的力学性能以及微观组织演化的影响。随着温度的升高,弛豫后初始模型晶粒内部产生位错数量也会增加,合金的屈服强度降低,弹性模量呈非线性下降趋势,合金的韧性增加,塑性变形更容易发生,总能量也越高,而体系随之变得不稳定;由于Nb元素的加入,改善了钛铝合金的室温塑性、断裂韧性,但其脆性有所上升,裂纹的萌生位置发生变化;在加载过程中,模型在三叉晶界处最先发射位错并发生塑性变形,而晶界阻碍位错的滑移,随着温度的升高,晶粒转动和晶界滑移越明显,位错发射的临界应力减小,在同一应力下,晶界发射位错的数量增多;在1200K下,Nb元素的偏聚作用,温度升高使得体系中更多的Nb原子偏聚在晶界处,晶界的厚度增大;当拉伸应变增大时,体系晶界发射的位错增多,进而对塑性变形影响也增大。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 67 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/93569]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 闫峰. 温度与Nb元素对多晶γ-TiAl合金力学性能的影响[D]. 2018. |
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