裂纹尖端位错发射与运动的分子动力学模拟

摘要

带缺陷的高强度X80管线钢基体相α-Fe裂纹顶端的变形机理对于揭示该材料的失效机理是非常重要的.采用嵌入原子方法(EAM)描述原子间作用势,由大型分子动力学并行软件LAMMPS(Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator),建立足够大的模型以避免边界对位错发射与运动的影响,对中心裂纹板施加远场应力载荷,获得了裂尖发射位错的临界应力强度因子.模拟结果显示,在远场应力作用下,裂纹尖端出现了间歇性发射出位错的现象,即,首先在裂尖沿[111]晶向发射出首个位错并运动约至38个晶格间距后,再由裂尖发射出后继的位错,随着位错的不断发射,裂纹尖端出现明显的钝化现象,并伴随着裂尖不断往前推进.该过程清楚的揭示了的裂纹韧性扩展机理.