FCC Ni中与剪切应力和线长相关的螺位错交叉滑移

http://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2016.10.005

摘要

螺旋位错、交叉滑移是变形金属动态恢复的重要因素。一个可移动的螺位错段可以通过交叉滑移来湮灭具有相反的Burgers矢量的不可移动的螺位错段，从而在晶体中留下一种多余的位错。以往的研究发现，交叉滑移过程既取决于局部应力状态，也取决于位错线长度，但尚未对这两个因素的联合作用进行定量研究。在这项工作中，我们采用动态并发原子连续体(CAC)和分子动力学模拟来探索面心立方Ni中剪切应力和线长相关的螺位错交叉滑移。结果表明，CAC方法可以准确地描述三维交叉滑移过程，大大降低了计算成本，可作为其他数值方法的补充。特别地，我们证明了Fleischer (FL)型交叉滑移，其中涉及阶梯位错，可以在粗晶域模拟。模拟结果表明，随着外加剪应力的增大，交叉滑移机制由Friedel-Escaig (FE)型转变为FL型。此外，两种交叉滑移机制的临界剪应力都取决于位错线的长度。此外，在周期性边界条件下，长度为6.47 nm的螺型位错只通过FL机制发生交叉滑移，而长度为12.94 nm的螺型位错在不同剪切应力作用下，既可以通过FE过程也可以通过FL过程发生交叉滑移。