钛中⟨a⟩螺位错基面滑移的特征
材料科学
2023-10-25 v1
摘要
钛(Ti)、锆(Zr)等密排六方(HCP)金属与合金的塑性由⟨a⟩位错的运动实现。室温以上,原位透射电子显微镜拉伸实验表明,Ti中⟨a⟩螺位错的基面滑移被激活,且其优势随温度升高而增强。为辨明纯Ti中此类位错基面滑移的机理,针对在基面上滑移的螺位错开展了分子动力学(MD)模拟与微动弹性带(NEB)计算。MD模拟显示基面滑移与锥面滑移相互交织:螺位错在邻近最大分解剪应力基面的两个等概率锥面之一上通过扭折对形核与传播机制滑移,随后切换到另一锥面,从而在低应力和/或高温下呈现平均基面滑移。另一方面,NEB计算表明,在低应力下扭折并非在锥面形核,而是直接在基面形核,完全符合受限在基面内的螺位错运动,与Ti和Zr中的实验观测一致。这两种机理的差异被证明与⟨a⟩螺位错从锥面芯构型到棱柱面芯构型的_cross-slip(交滑移)的热激活有关。
引用
@article{arxiv.2310.15954,
title = {Characteristics of $\langle a \rangle$ Screw Dislocations Basal Slip in Titanium},
author = {Ali Rida and Satish I. Rao and Jaafar A. El-Awady},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.15954},
year = {2023}
}