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晶界空位与碳原子对铁晶界力学性能的影响

         
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为了从纳米尺度上探究与表征bcc-Fe的晶界变形行为,采用分子动力学方法分析了4种不同的bcc-FeΣ3晶界(Σ3(111)、Σ3(112)、Σ3(111)/(115)、Σ3(112)/(552))的拉伸与剪切变形过程,研究了晶界上空位和碳的原子分数对晶界拉伸和剪切性能的影响。结果表明,随着空位与碳原子所占晶界原子分数的增加,Σ3(112)晶界的拉伸应力-应变曲线屈服阶段逐渐消失。随着空位原子分数的升高,Σ3(111)晶界抗拉强度逐渐降低,而其余3种晶界抗拉强度也有不同程度的减小。含碳原子的Σ3(111)晶界抗拉强度有所增加,相反,其余3种晶界抗拉强度均低于原始无缺陷晶界。4种晶界的剪切强度均由于空位的存在或碳原子置换而明显减小。

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