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软-硬两相结构异质性对非晶合金剪切带传播机制的影响研究

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本文采用分子动力学模拟的方法,研究了具有软-硬两相结构异质性的非晶合金在拉伸变形过程中剪切带的传播机制。发现剪切带由软相区向硬相区传播时,会在界面处发生停滞并在随后的传播过程中发生剪切路径的改变。这种结构的差异性使软硬两相发生不同步的屈服行为,导致剪切带的不连续传播行为。此外,发现硬相区中的微观结构的不均匀性导致应力和局部熵的不均匀分布,剪切变形区域会选择在大局部应力和高局部熵的区域发生。本工作不仅加深了对剪切带在软-硬两相结构异质性非晶合金中传播机制和行为的认识,并对设计开发具有更优力学性能的非晶合金材料具有启发作用。
Effect of structural heterogeneity on the shear-band propagation mechanism in soft-hard dual-phase metallic glasses
In this paper,the shear band propagation mechanism in the soft-hard heterogeneous metallic glass during tensile deformation is investigated using molecular dynamics simulations.Upon percolating from the soft phase to the hard phase,the shear band will stagnate at the interface between these two phases and alter its propagation direction during subsequent shearing.The structural difference leads to the asynchronous yielding of the soft-hard two phases and consequently causes the discontinuous propagation of the shear band.Furthermore,the inhomogeneous nature of the microstructure in the hard phase gave rise to stress and local entropy heterogeneity,resulting in the predilection of shearing in the areas of high stress and high local entropy.This work deepens the understanding of the shear band propagation mechanism in heterogeneous metallic glasses and provides a foundation for designing high-performance amorphous alloys.

molecular dynamics simulationsmetallic glassesstructural heterogeneityshear bands

袁旭东、张龙、颜廷毅、武毅、王金贺、付华萌、李宏、张海峰

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中国科学院金属研究所,师昌绪先进材料创新中心,沈阳 110016

中国科学技术大学材料科学与工程学院,沈阳 110016

东北大学冶金学院,沈阳 110819

分子动力学模拟 非晶合金 结构异质性 剪切带

国家自然科学基金国家自然科学基金冲击环境材料技术重点实验室基金中国科学院青年创新促进会会员

5217116451790484WDZC2022-132021188

2024

中国科学(物理学 力学 天文学)
中国科学院

中国科学(物理学 力学 天文学)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.644
ISSN:1674-7275
年,卷(期):2024.54(5)