纳米晶 Ti-Nb 形状记忆合金中晶粒尺寸效应的相场模拟
材料科学
2021-03-02 v1
摘要
钛基形状记忆合金（如 Ti2448）因其独特的热机械性能与潜在的生物医学应用而备受关注。本研究发展了多晶相场方法，以探究纳米晶 Ti-Nb 合金中马氏体相变及相应力学性质的晶粒尺寸依赖性。结果表明，平均晶粒尺寸的减小会增强对马氏体相变（MT）的抑制，导致相变应力增大、应力滞后收缩以及残余应变消除。获得了具有不同平均晶粒尺寸的纳米晶 Ti-Nb 合金的时温转变曲线，并且 Hall-Petch 关系在所有研究晶粒尺寸下的有效性也得到了证实。此外，当平均晶粒尺寸极小时，温度诱导与应力诱导的马氏体相变均表现出连续二阶相变行为。这些优异的相变特征归因于高密度的晶界以及纳米尺度下梯度能的相关主导作用。我们的结果对纳米晶形状记忆合金的性能设计与调控具有深远意义。
引用
@article{arxiv.2103.00954,
title = {Phase field simulation of grain size effects in nanograined Ti-Nb shape memory alloys},
author = {Jiawei Mai and Yuquan Zhu and Tao Xu and Tong-Yi Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.00954},
year = {2021}
}
备注
40 pages, 14 figures