【摘 要】
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Ti及其合金因其在使役条件下展现的优越性能,使其在医用,航海,航空、航天以及地面交通工具等领域具有广阔的应用前景。其中TiAl基合金作为一种工程材料,因其低密度、高硬度,良好的耐蚀性和抗蠕变性能,受到世界材料研究者和工业界的青睐。近几十年来,TIA1基合金已由实验研究到形成新的轻质结构材料,并已实现工业应用。但是TiAl基合金作为一种金属间化合物,也存在一些性能缺陷,如室温延性很低、高温屈服应力高
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Ti及其合金因其在使役条件下展现的优越性能,使其在医用,航海,航空、航天以及地面交通工具等领域具有广阔的应用前景。其中TiAl基合金作为一种工程材料,因其低密度、高硬度,良好的耐蚀性和抗蠕变性能,受到世界材料研究者和工业界的青睐。近几十年来,TIA1基合金已由实验研究到形成新的轻质结构材料,并已实现工业应用。但是TiAl基合金作为一种金属间化合物,也存在一些性能缺陷,如室温延性很低、高温屈服应力高、加工成形非常困难等,从而阻碍了其广泛应用。通过粉末冶金技术成形TiAl合金试件可以有效克服铸模、锻造等工艺的不足。高能球磨法可制备高质量的合金粉末。在采用这种方法预制合金粉末时,Ti或TiAl合金粒子受到磨球的碰撞、挤压,粒子则受到强烈的塑性变形与破碎。这就使得探究TiAl粒子在不同条件下的形变过程和微观结构变化显得尤为重要。本文通过基于嵌入原子势的分子动力学方法模拟了 300-800K温度下连续加压和0-0.044单位载荷下连续升温过程中Ti及TiAl纳米粒子的原子堆积结构变化。通过对原子平均势能、对分布函数、原子堆积结构的对比分析发现,粒子内的原子移动以及表面结构等影响着Ti及TiAl合金纳米粒子的形变过程,不同的温度与载荷大小以及加载方式等强烈影响着粒子内原子堆积结构的变化。Ti粒子在形变过程中出现原子的位置移动,形变后在粒子表面出现原子排列结构的重排。TiAl粒子的形变过程中,在室温条件下出现Ti原子和A1原子间的位置交换以及原子层的堆叠,高温条件下在粒子表面出现重排结构。当加大载荷时,在较低温度下粒子表面就出现了重排。
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