高剪切应变下纳米晶铁形成的模拟
材料科学
2025-05-29 v2
摘要
高剪切方法长期以来在实验中用于细化金属中的晶粒结构，但其潜在机制仍不清楚。我们利用铁的分子动力学模拟展示了一个细化过程，其中纳米晶结构在初始完美晶格于高剪切应变下生成。模拟晶胞经历高度无序状态，随后原子重排与晶粒粗化，形成纳米晶粒。我们探究了其对温度、散热速率、剪切应变率和碳杂质浓度等参数的依赖关系。较高温度导致更大且更长的晶粒形成。散热更快的样品初始产生更多小晶粒，但其数量随后减少，并在约 γ = 1.5 时低于散热较慢的样品。较慢的应变率不促进纳米晶粒形成。碳杂质的存在似乎对晶粒形成影响甚微。这一详细分析为控制高剪切条件下纳米晶粒形成的机制提供了见解。
引用
@article{arxiv.2309.17090,
title = {Simulations of Nanocrystalline Iron Formation under High Shear Strain},
author = {Ivan Tolkachev and Pui-Wai Ma and Daniel Mason and Felix Hofmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.17090},
year = {2025}
}