形状记忆合金中压痕诱导的马氏体相变：来自相场模拟的见解
计算物理
2023-04-26 v5 材料科学
摘要
对伪弹性形状记忆合金（SMAs）中压痕诱导的马氏体微观结构进行直接实验表征是不可能的，因此在微观结构形貌及相关特征方面缺乏证据与理解。为填补这一空白，本工作中我们采用相场方法对纳米压痕过程中的马氏体相变提供详细且系统的分析。为此使用了一种近期开发的基于有限元的计算模型，并开展了一系列大规模三维模拟。首先，考察了 CuAlNi（一种被广泛研究的 SMA）中取向依赖的压痕响应。对预测微观结构的详细分析揭示了若干有趣特征，其中部分与理论预测一致，部分可（在某种程度上）由微/纳米压痕以外的实验所佐证。结果还凸显了有限变形效应及各相弹性各向异性对模型预测的关键作用。接着，对具有不同 Pd 含量的 NiTiPd（一种潜在的低滞后 SMA）中压痕诱导的马氏体相变进行了详细研究。就滞后而言，结果表明在纳米压痕所施加的条件下，相变体积变化的影响胜过相兼容性，并强调了小尺度下界面能的主导作用。如此规模的结果此前未见报道。
引用
@article{arxiv.2211.16867,
title = {Indentation-induced martensitic transformation in SMAs: insights from phase-field simulations},
author = {Mohsen Rezaee-Hajidehi and Karel Tůma and Stanisław Stupkiewicz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.16867},
year = {2023}
}