含氢原子缺陷晶界的剪切行为

作     者：赵东伟 郁汶山 申胜平 Zhao Dongwei;Yu Wenshan;Shen Shengping

作者机构：西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室/陕西省航天结构振动控制工程实验室西安710049 

出 版 物：《力学学报》 (Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics)

年 卷 期：2017年第49卷第3期

页      面：605-615页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 080102[工学-固体力学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11502191 11372238 11632014) 

主　　题：晶界 氢原子 偏析能 剪切行为 

摘      要：针对4个α-Fe对称倾斜晶界,采用分子静力学考察了4个晶界中H原子偏析能的分布特征,并采用分子动力学方法研究了晶界内植入不同数量H原子对其在室温条件下剪切行为的影响.H原子通过随机方式植入界面内,利用植入H原子数量与晶界面积的比值来定义H原子面密度ρ.在含H原子晶界剪切行为分析过程中,重点考察了在不同H原子密度ρ下,4个晶界的初始塑性临界应力和晶界迁移位移的变化趋势以及4个晶界在加载过程中的微观变形机理.研究表明:晶界内的H原子偏析能明显偏低,4个晶界附近的H原子会自发向晶界内偏析;随着植入H原子数量的逐渐增多,晶界的初始塑性临界应力和后续变形阶段应力均会降低.晶界内植入H原子会从本质上改变晶界的微观变形机理,进而影响晶界在外载荷条件下的迁移属性.与不含H原子晶界的变形机理对比发现,加载过程中晶界的微结构会发生剧烈的演化,H原子的扩散和团簇化效应会导致晶界内出现纳米孔缺陷.