单晶钛热激活塑性变形：分子动力学研究中尺度变形
材料科学
2025-09-30 v1
摘要
六方紧密堆积（hcp）钛表现出复杂的温度依赖机械响应，这是其在结构应用中的关键特性。我们采用大规模分子动力学模拟，研究了沿 [0001]、[10-10] 和 [2-110] 晶向的单晶a-Ti在10、300和600 K 下的纳米压痕行为。模拟结果揭示了温度如何修改塑性行为的起始点以及位错活动的后续演化，包括核化、滑移以及基面和金字塔 滑移的竞争。Schmid因子图建立了滑移系统激活与压痕下解析剪应力场之间的直接关联。结果显示，随着温度升高，热助力位错运动显著增加，表现为扩散式滑移痕迹和较不局部化的堆积模式。300 K 下获得的表面形貌与原子力显微镜观察结果一致，验证了原子尺度建模方法。在较高温度下，位错恢复和滑移路径的重新分布主导压痕响应，突显了热激活在控制hcp钛塑性中的作用。
引用
@article{arxiv.2509.23193,
title = {Thermally Activated Plasticity in Single-Crystal Titanium: A Molecular Dynamics Study of Nanoscale Deformation},
author = {G. Markovic and F. J. Dominguez-Gutierrez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.23193},
year = {2025}
}