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二元合金中的变形辅助析出:时间尺度的竞争

材料科学 2025-02-11 v2 介观与纳米尺度物理

摘要

我们考察二元合金在机械变形存在下的析出过程。通常观察到,机械变形在析出前或过程中会导致超出缺陷的晶体结构,从而实现增强的析出核化和生长速率 \cite{Weiss1979,Okaguchi1992,Deschamps2003}。为探讨此现象,我们采用具有温度依赖迁移性的二维相场晶体合金模型,能够恢复具有特征鼻尖(nose)的等温转化(TTT)图。我们检讨析出时间尺度与施加变形时间尺度之间的关系,关注原子缺陷在相关过程中所起的作用。我们的结果表明,施加变形会延迟析出,直到达到临界应变后,析出才会更快地进行,辅助由晶界毛刺或位错核化引起的塑性变形。我们显示,析出分数 f(t)f(t) 的演化偏离经典 Avrami 行为。具体而言,df/dtdf/dt 发展出两个峰,表明 f(t)f(t) 出现类似 "平台" 的拐点,标志着转向缺陷辅助析出核化。我们将这些平台图作为变形速率进行分析,表明它们在施加变形的时间尺度增加时表现出离散分岔。这些发现与实验结果相符。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.06099,
  title  = {Deformation assisted precipitation in binary alloys: A competition of time-scales},
  author = {Alex Mamaev and Duncan Burns and Nikolas Provatas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.06099},
  year   = {2025}
}

备注

Main text: 8 pages, 6 figures, to be published in Physical Review Materials