AlNi3單軸拉伸的分子動力學模擬

戴長軍， 劉曉波

（南昌航空大學 航空制造工程學院，南昌 330063）

0 引言

近年來，隨著國內(nèi)航空、航天等行業(yè)的快速發(fā)展，對鎳基合金材料的需求也越來越大[1]，要求也更高。在現(xiàn)代航空發(fā)動機中，鎳基合金材料的用量占發(fā)動機總重量的40%～60%[2]，如航空渦輪葉片、渦輪盤等均使用該合金材料。鎳基合金具有很好的穩(wěn)定性[3]、極高的強度、優(yōu)良的耐腐蝕性和抗氧化性、良好的塑性和焊接性，以及較高的綜合力學性能，是一種使用范圍廣泛、應用前景良好的合金材料。

分子動力學模擬在材料科學中的應用十分廣泛，也取得了許多成果。Gowthaman等[4]通過分子動力學模擬研究了溫度對Ni2Al3析出相拉伸特性的影響，發(fā)現(xiàn)Ni2Al3析出相材料對溫度的變化非常敏感。劉曉波等[5]研究了溫度和應變率對Al2Cu拉伸性能的影響，結(jié)果表明，升高溫度會使Al2Cu的塑性變強，拉伸強度明顯降低；還發(fā)現(xiàn)在應變率0.005～0.006 ps-1之間存在某個值，當應變率超過該值時，拉伸產(chǎn)生的空位會聚集在發(fā)射處使體系內(nèi)出現(xiàn)大量孔洞。Krasnikov等[6]研究了納米孔洞的生長對單晶鋁拉伸性能的影響，結(jié)果表明升高溫度會使其抗拉強度降低，減小孔洞半徑與體系尺寸之比會使其抗拉強度變大。Mayer等[7]建立了金屬Al納米粉末壓縮的力學模型，研究了Al納米粉末在壓縮變形條件下的力學性能，結(jié)果表明，建立的模型能較好地描述粉末壓縮階段溫度是影響其彈性模量變化的主要因素。Afkham等[8]模擬研究了AlCrCoFeCuNi合金在高溫條件下的拉伸性能，結(jié)果表明，隨著溫度升高，其屈服應力明顯降低，合金在所有模擬條件下表現(xiàn)出很好的塑性。……