梁迎春盆洪民白清顺
金属学报
建立了单晶Cu纳米切削的三维分子动力学模型, 研究了不同切削厚度下纳米切削过程中工件缺陷结构和应力分布的规律. 纳米切 削过程中, 在刀具的前方和下方形成变形区并伴随缺陷的产生, 缺陷以堆垛层错和部分位错为主. 在纳米尺度下, 工件存在很大的表面应力, 随着切削的进行, 工件变形区主要受压应力作用, 已加工表面主要受拉应力作用. 随着位错在晶体中产生、繁殖及相互作用, 工件先后 经过弹性变形---塑性变形---加工硬化---完全屈服4个变形阶段, 随后进入新的循环变形. 结果表明: 工件应力--位移曲线呈周期性变化; 切削厚度较小时, 工件内部没有明显的层错产生, 随着切削厚度的增大, 工件表面和亚表层缺陷增加; 切削厚度越大, 对应应力分量值越小.
关键词:
单晶Cu
,
molecular dynamics
,
dislocation
,
stress distribution
,
cutting thickness
郭永博梁迎春陈明君卢礼华
金属学报
基于大规模并行算法建立了单晶Cu纳米加工新型三维分子动力学仿真模型, 采用Tersoff势、嵌入原子势 (embedded atom method, EAM) 和Morse势分别描述刀具原子之间、工件原子之间和工件与刀具原子之间的相互作用. 研究了纳米加工过程中系统的温度分布及 其热效应的影响, 从位错和温度的角度对切屑形成过程和纳米加工表面的形成机理进行了分析. 模拟结果表明: 位错的扩展方向和切屑的堆积方向均沿着与切削方向成45°方向<110>晶向)运动; 系统的温度分布呈同心形, 切屑处温度最高, 同时在金刚石刀具中存在较大的温度梯度; 随着系统温度升高, 工件材料具有热软化效应; 切削速度和切削刃钝圆半径对系统的温度分布影响很大.
关键词:
单晶Cu
,
nanomachining
,
molecular dynamics
,
temperature distribution
,
thermal soft effect
,
dislocation
郭廷彪
,
李琦
,
王晨
,
张锋
,
贾智
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00582
采用XRD、EBSD和TEM技术对单晶高纯Cu (99.999%)经等通道转角挤压(ECAP) A路径过程中的形变织构进行了研究,测试了ECAP后单晶Cu的力学性能和导电性能,并分析了变形过程中织构演变机理及其对力学性能和导电性能的影响。结果表明：原始单晶Cu经2道次变形后,晶内出现了微小的等轴状形变结构;4道次变形后,形成了(110)取向一致的形变带结构;8道次变形后,单晶组织开始破碎,晶粒取向又逐渐趋于(111)面,形成了{111}<110>和{111}<112>织构及较弱的{001}<100>再结晶织构。中、低应变下,形成稳定取向的{hkl}<110>织构,可有效降低晶界对电子的散射作用,使电导率略有增加,同时有利于大幅度提高材料的加工硬化率。单晶Cu变形初始阶段形成了大量小角度晶界,随着应变的增加,小角度晶界逐渐向大角度晶界转变。由于变形过程中位错积聚及晶界密度增加对位错运动起到阻碍作用,3道次变形后,抗拉强度从168 MPa增加至400 MPa,延伸率从63%减小至27.3%,在随后的变形中抗拉强度增加缓慢,延伸率略有回升。前8道次变形中硬度不断增加,8道次变形后出现了再结晶,导致随后的挤压过程中硬度不稳定。
关键词:
单晶Cu
,
等通道转角挤压
,
形变带
,
织构
,
力学性能
梁迎春
,
盆洪民
,
白清顺
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.10.009
建立了单晶Cu纳米切削的三维分子动力学模型,研究了不同切削厚度下纳米切削过程中工件缺陷结构和应力分布的规律.纳米切削过程中,在刀具的前方和下方形成变形区并伴随缺陷的产生,缺陷以堆垛层错和部分位错为主.在纳米尺度下,工件存在很大的表面应力,随着切削的进行,工件变形区主要受压应力作用,巳加工表面主要受拉应力作用.随着位错在晶体中产生、繁殖及相互作用,工件先后经过弹性变形-塑性变形-加工硬化-完全屈服4个变形阶段,随后进入新的循环变形.结果表明:工件应力-位移曲线呈周期性变化;切削厚度较小时,工件内部没有明显的层错产生,随着切削厚度的增大,工件表面和亚表层缺陷增加;切削厚度越大,对应应力分量值越小.
关键词:
单晶Cu
,
分子动力学
,
位错
,
应力分布
,
切削厚度
郭永博
,
梁迎春
,
陈明君
,
卢礼华
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.10.008
基于大规模并行算法建立了单晶Cu纳米加工新型三维分子动力学仿真模型,采用Tersoff势、嵌入原子势(embedded atom method,EAM)和Morse势分别描述刀具原子之间,工件原子之间和工件与刀具原子之间的相互作用.研究了纳米加工过程中系统的温度分布及其热效应的影响,从位错和温度的角度对切屑形成过程和纳米加工表面的形成机理进行了分析.模拟结果表明:位错的扩展方向和切屑的堆积方向均沿着与切削方向成45°方向(<110>晶向)运动;系统的温度分布呈同心形,切屑处温度最高,同时在金刚石刀具中存在较大的温度梯度;随着系统温度升高,工件材料具有热软化效应;切削速度和切削刃钝圆半径对系统的温度分布影响很大.
关键词:
单晶Cu
,
纳米加工
,
分子动力学
,
温度分布
,
热软化效应
,
位错
