FeNiCu合金中位错对微裂纹扩展影响的分子动力学研究

采用分子动力学方法研究了FeNiCu合金在单轴应力加载下的微裂纹扩展行为.分析了相对于裂纹不同角度位置的位错对微裂纹扩展的影响.结果表明,在微裂纹扩展过程中,裂纹在尖端主要的变形机制为滑移带和位错,裂纹尖端在滑移方向<110>发射位错.随着位错的连续增殖,位错密度逐渐增大,形成位错塞积,导致产生位错针扎,微裂纹沿此方向进行扩展.而预设不同滑移方向的位错对微裂纹扩展存在阻碍作用,在位错阻碍效果失效前,当位错相对位于裂纹30°时对裂纹的扩展运动阻碍效果最大,45°次之,60°最小.其中30°位错的滑移方向与裂纹的滑移方向垂直,且应力峰值最大,表示拉伸需要的外应力最大,表现出的阻碍效果最明显.这种抑制微裂纹扩展的效果越强,在裂纹尖端的应力集中现象越明显.而在抑制作用失效后,缺陷处会释放大量势能,使裂纹快速扩展,对材料造成破坏.