摘要:鋁鎂合金在制造業(yè)中應(yīng)用廣泛,但其在特定應(yīng)變率下的塑性失穩(wěn)不利于加工應(yīng)用.溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的交互作用是塑性失穩(wěn)的微觀機(jī)理.本文采用勢能曲面過渡態(tài)搜索技術(shù)計(jì)算了鋁鎂合金中替代型溶質(zhì)鎂原子向位錯(cuò)芯遷移的過渡態(tài),確認(rèn)了溶質(zhì)原子與位錯(cuò)芯的交互作用范圍,并采用過渡態(tài)理論估算了遷移擴(kuò)散所需的時(shí)間,且區(qū)分了無空位及有空位參與遷移兩種情況.結(jié)果表明,位錯(cuò)壓應(yīng)力區(qū)內(nèi)的溶質(zhì)原子遷移無明顯規(guī)律,而在位錯(cuò)拉應(yīng)力區(qū)內(nèi),隨著溶質(zhì)原子與位錯(cuò)間距的縮短,遷移勢能壘和系統(tǒng)總能量均逐漸降低.說明目前廣泛采用的經(jīng)驗(yàn)原子勢可以很好地反映溶質(zhì)原子易朝位錯(cuò)拉應(yīng)力區(qū)偏聚這一現(xiàn)象.溶質(zhì)原子遷移的過渡態(tài)證實(shí)遷移過程中的微觀結(jié)構(gòu)變化因溶質(zhì)原子所處位置不同而各異,而交互作用范圍不超過約2nm.空位參與對遷移的輔助作用被量化為遷移熱激活時(shí)間的縮短,并得出其可在微秒量級.當(dāng)溶質(zhì)原子完成遷移穩(wěn)定至位錯(cuò)芯附近,并不傾向于沿位錯(cuò)線密集分布.
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