HCP与BCC钛中所有位错和孪晶的原子尺度建模
材料科学
2024-03-28 v1
摘要
钛表现出由活跃位错和孪生系统控制的复杂塑性变形。尽管有大量的实验和模拟研究，目前对位错核心和孪晶界面的理解尚不完整或缺乏定量。在此，我们使用深度势(DP)和DFT确定了HCP和BCC钛中所有的核心与孪晶界面性质。我们确定了HCP中<a>、<c+a>、<c>位错以及BCC钛中<111>/2位错的核心结构、临界分切应力和迁移率。〈a〉滑移由锥面-I上的慢速核心迁移和棱柱面上的快速迁移组成，并在它们之间的交滑移上受到动力学限制。该行为与TEM中的“锁-解锁”现象一致，且可能是其本征性质。大规模DFT计算揭示了螺位错<c+a>核心和滑移行为的端倪，并进一步通过DP-Ti量化。螺位错<c+a>在锥面-II上不稳定。混合<c+a>在锥面-I上近乎不动，与在该取向下观察到长位错一致。刃型和混合<c+a>在锥面到基面(PB)转变中不稳定，并在高温下变为不动，证实了钛在<c>轴压缩中的困难。最后，在BCC钛中，<111>/2螺位错具有简并核心，平均在{112}面上滑移；<111>/2刃型和混合型位错在{110}面上具有未分解的核心。本工作描绘了钛中所有位错的自洽、完整图像，合理解释了先前的实验观察，并指出了未来对非常规位错(如混合和PB转变的<c+a>核心)的HRTEM检测。
引用
@article{arxiv.2211.14072,
title = {Atomistic modelling of all dislocations and twins in HCP and BCC Ti},
author = {Tongqi Wen and Anwen Liu and Rui Wang and Linfeng Zhang and Jian Han and Han Wang and David J. Srolovitz and Zhaoxuan Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.14072},
year = {2024}
}