АТОМНЫЕ МЕХАНИЗМЫ МИГРАЦИИ ГРАНИЦ НАКЛОНА <100> И <111> НА ПРИМЕРЕ НИКЕЛЯ
DOI:
https://doi.org/10.57070/2304-4497-2023-1(43)-17-23Ключевые слова:
метод молекулярной динамики, миграция границ наклона, зернограничные дислокации, скорость миграции границыАннотация
Принципиальные разногласия в понимании механизма и в значениях энергии активации миграции формируют запрос на новые исследования этой научной проблемы посредством четко аттестованных границ зерен. Методом молекулярной динамики выполнен анализ динамики атомного механизма миграции малоугловых границ <100> и <111>, который показал, что парные зернограничные дислокации в процессе движения границы расщепляются со сменой дислокаций- партнеров. Миграция малоугловых границ наклона <100> реализуется посредством расщепления и смены дислокаций-партнеров, в результате работы данного механизма смещения атомов образуется сетка с квадратными ячейками. В случае миграции границ <111> присутствует также механизм совместного скольжения парных зернограничных дислокаций. В отличие от зернограничных дислокаций границ <100> парные дислокации границ <111> имеют общие плоскости скольжения, вдоль которых они могут скользить со сравнительно низкой энергией активации. При миграции границ <111> зафиксировано комбинированное действие обоих механизмов: совместное скольжение парных зернограничных дислокаций и их расщепление со сменой дислокаций-партнеров. В процессе миграции в зерне, куда двигалась граница, образуются симметричные участки, которые путем поворота «подстраиваются» под структуру другого зерна. Именно поэтому при миграции границ <111> ячейки сетки атомных смещений имеют гексагональную форму.
Библиографические ссылки
Gottstein G., Shvindlerman L.S. Grain Boundary Migration in Metals: Thermo-dynamics, Kinetics, Applications. Second Edition. 2009. Boca Raton: CRC Press: 2009. 711 p.
Balluffi R.W., Cahn J.W. Mechanism for diffusion induced grain boundary migration // Acta Metallurgica. 1981. Vol. 29. P. 493‒500.
Winning M., Rollett A.D., Gottstein G., Srolovitz D.J., Lim A., Shvindlerman L.S. Mobility of low-angle grain boundaries in pure metals // Philosophical Magazine. 2010. Vol. 90. P. 3107‒3128.
Huang Y., Humphreys F.J. Measurements of grain boundary mobility during recrystallization of a single-phase aluminium alloy // Acta Materialia. 1999. Vol. 47. P. 2259‒2268.
Huang Y., Humphreys F.J. The effect of solutes on grain boundary mobility during recrystallization and grain growth in some singlephase aluminium alloys // Materials Chemistry and Physics. 2012. Vol. 132. P. 166‒174. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2011.11.018
Полетаев Г.М. Атомные механизмы структурно-энергетических превращений в объеме кристаллов и вблизи границ зерен наклона в ГЦК металлах. Диссертация на соискание ученой степени доктора физ.-мат. наук. Барнаул. 2008, 356 с.
Атомные механизмы структурно-энергетических превращений вблизи границ зерен наклона в ГЦК металлах и интерметаллиде Ni3Al / Г.М. Полетаев и др. Ново- кузнецк: СибГИУ. 2008. 160 c.
Кайбышев О.А., Валиев Р.З. Границы зерен и свойства металлов. Москва: Металлургия, 1987. 216 c.
Gottstein G., Molodov D.A., Shvindlerman L.S. Grain boundary migration in metals: recent developments // Interface Science. 1998. No. 6. P. 7‒22.
Molodov D.A., Ivanov V.A., Gottstein G. Low angle tilt boundary migration coupled to shear deformation // Acta Materialia. 2007. Vol. 55 (5). P. 1843‒1848.
Протасова С.Г., Сурсаева В.Г., Швиндлерман Л.С. Исследование движения индивидуальных тройных стыков в алюминии // Физика твердого тела. 2003. Т. 45. № 8. С. 1402‒1405.
Gottstein G., Sursaeva V., Shvindlerman L. The effect of triple junctions on grain boundary motion and grain microstructure evolution // Interface Science. 1999. № 7. С. 273‒283. https://doi.org/10.1023/A:1008721426104
Upmanyu M., Srolovitz D.J., Shvindlerman L.S., Gottstein G. Triple junction mobility: a molecular dynamics study // Interface Science. 1999. No. 7. P. 307‒319.
Upmanyu M., Srolovitz D.J., Shvindlerman L.S., Gottstein G. Molecular dynamics simulation of triple junction migration // Acta Materialia. 2002. Vol. 50. P. 1405‒1420.
Fortes M.A., Deus A.M. Effects of triple grain junctions on equilibrium boundary angles and grain growth kinetics // Materials Science Forum. 2004. Vol. 455-456. P. 648‒652.
Perevalova O.B., Konovalova E.V., Koneva N.A., Kozlov E.V. Energy of grain boundaries of different types in fcc solid solutions, ordered alloys and intermetallics with L12 superstructure // Journal of Materials Science and Technology. 2003. Vol. 19. No. 6. P. 593‒596.
Bulatov V.V., Reed B.W., Kumar M. Grain boundary energy function for FCC metals // Acta Materialia. 2014. Vol. 65. P. 161–175. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2013.10.057
Olmsted D.L., Foiles S.M., Holm E.A. Survey of computed grain boundary properties in facecentered cubic metals: I. Grain boundary energy // Acta Materialia. 2009. Vol. 57. P. 3694‒3703. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2009.04.007
Masahashi N., Takasugi T., Izumi O. High-temperature strength and ductility of L12-type Ni3Al–Ni3Mn intermetallic compound // Journal of Materials Science. 1987. Vol. 22. P. 2599–2608.
Ramesh R., Pathiraj B., Kolster B.H. Crystal structure changes in Ni3Al and its anomalous temperature dependence of strength. Journal of Materials Processing Technology. 1996. Vol. 56. P. 78‒87.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2023 Ирина Васильевна Зоря, Геннадий Михайлович Полетаев
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
