片层厚度对双相TiAl合金力学性能影响的纳米压痕研究

作     者：刘兴华 芮执元 付蓉 曹卉 文洮 剡昌锋 Liu Xinghua;Rui Zhiyuan;Fu Rong;Cao Hui;Wen Tao;Yan Changfeng

作者机构：兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学有色冶金新装备教育部工程研究中心甘肃兰州730050 甘肃省计算中心甘肃兰州730030 

出 版 物：《稀有金属材料与工程》 (Rare Metal Materials and Engineering)

年 卷 期：2022年第51卷第2期

页      面：629-636页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51865027) 

主　　题：片层厚度 双相TiAl合金 力学性能 纳米压痕 分子动力学 

摘      要：为研究纳米压痕过程中片层厚度和γ/α_(2)相界对双相TiAl合金变形行为及力学性能的影响,针对5种不同厚度的双相TiAl合金模型,采用分子动力学的方法模拟计算了金刚石压头以垂直于γ/α;相界方向分别压入γ和α;相的纳米压痕过程。结果表明:材料的硬度随片层厚度的减小而增大,当片层厚度减小至7nm时,材料的硬度达到最大值,进一步减小片层厚度时,材料的硬度反而减小。材料的弹性模量也会随片层厚度的变化而改变,与硬度呈现正比关系。此外,在纳米压痕过程中,压头压入γ相时,变形行为以{111}面的层错为主,γ/α_(2)相界会阻碍位错的运动;压头压入α;相时,变形行为以(0001)基面的堆垛层错为主,基面上Shockley不全位错的运动会导致材料表面产生相变,且棱柱面滑移被激活。