19 / 2021-03-23 13:08:13

珠光体钢丝疲劳与断裂的分子动力学研究

珠光体钢丝，界面位错，疲劳，断裂失效，分子动力学

冷拉拔珠光体钢丝因其独特纳米片层结构同时表现出高强度和优异延性，从而被广泛应用于工程结构中。珠光体钢丝在极端服役工况下往往发生循环塑性变形而降低其使用寿命，而其对应的微观失效机理仍然是不明确的，尤其是铁素体/渗碳体界面处的原子尺度位错行为。本报告将介绍分子动力学方法研究铁素体/渗碳体界面疲劳、断裂方面的最新进展。首先，基于拉压弹性、拉弹压塑性、拉压塑性三种不同循环变形模式研究钢丝循环塑性机制。发现界面疲劳失效模式发生从界面位错形核与湮灭到穿界面的渗碳体滑移转发，是材料循环变形可能的失效机制。然后，我们基于I型裂纹加载研究了纳米珠光体钢的断裂模式，发现了反常的应变率诱导的脆-韧-脆转变，并建立了关于温度和应变率的二维失效相图。对于从原子尺度发现的微观变形、疲劳、破坏机理，我们从材料物理力学的角度开展了讨论。