金属学报

作者：任军强, 邵珊, 王启, 卢学峰, 薛红涛, 汤富领

单位：1 兰州理工大学 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室 兰州 730050；2 西安交通大学 金属材料强度国家重点实验室 西安 710049；3 黄淮学院 能源工程学院 驻马店 463000

关键词：纳米多晶α-Ti,分子动力学,位错,晶界迁移,

基金：国家重点研发计划项目(2017YFA0700701);国家自然科学基金项目(52061025);国家自然科学基金项目(51701189);国家自然科学基金项目(51701189);西安交通大学金属材料强度国家重点实验室开放研究项目(20192104);甘肃省教育厅“双一流”科研重点项目(GSSYLXM-03)

纳米纯Ti对间隙O原子具有强烈的敏感性，O含量可以很大程度上改变其力学性能和变形机制。采用分子动力学方法分别研究了O含量、变形温度、应变速率对纳米多晶α-Ti拉伸性能及变形机制的影响。结果表明，纳米多晶α-Ti的屈服应力随间隙O含量增加而升高。在O含量小于0.3% (原子分数)时，观察到变形孪晶{101¯0}<101¯2>，该孪晶通过孪晶面上的“带状位错”协调长大；O含量大于等于0.3%时，被激活的滑移系类型向多元化转变，柱面、基面和锥面<c + a>滑移系被激活，位错类型转变为以刃型位错为主。在含O纳米多晶α-Ti中，位错机制和晶界机制辅助塑性变形。晶界迁移率随变形温度和应变速率的增加明显增大。新晶粒形成过程伴随着不稳定的Tihcp→Tibcc→Tihcp相变，这种相变由晶粒的相对旋转所致，且生成新晶粒的数量随着应变速率的增大而增多。通过探索间隙O原子强化的本质，为优化纳米尺度纯Ti力学性能，拓展纯Ti应用范围提供理论依据。

来源：2024年第2期

《金属学报》期刊编辑部

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