[发明专利]一种异步轧制中熵合金原子变形方法

说明书

本发明公开了一种异步轧制中熵合金原子变形方法，涉及材料分析技术领域，可在原子尺度上模拟CrCoNiAlsubgt;0.014/subgt;中熵合金室温异步轧制的变形过程。通过对轧制变形过程数据的二次处理，获得不同类型位错的密度变化和位错线的分布特性，揭示了异步轧制变形对中熵合金CrCoNiAlsubgt;0.014/subgt;的内部组织在原子尺度上的影响。本发明从原子尺度模拟了不同道次CrCoNiAlsubgt;0.014/subgt;中熵合金异步轧制变形，与实验上的数据形成了互补，特别是针对位错与孪晶等缺陷相互作用的动态演变过程提供了新的技术手段；采用LAMMPS中的虚拟衍射和选区电子衍射技术将实验结果与模拟数据相结合，弥补了微观尺度上现有分析检测手段所存在的局限性。

技术领域

本发明涉及材料分析技术领域，尤其涉及一种异步轧制中熵合金原子变形方法。

背景技术

中熵合金CrCoNiAl_0.014作为CrCoNi基多主元素合金(EPMA)的代表之一，具有高延展性和高强度的力学性能，使其在材料、工程应用等领域得到广泛的应用，如：如低温下的冷却装置(核反应堆)、寒冷户外作业的机械设备、超低温储能环等得到应用。因此对中熵合金CrCoNiAl_0.014的力学性能的研究得到了研究者广泛的关注。

但因CrCoNiAl_0.014中熵合金虽在铸态表现出超高的延展性，其延伸率可以得到90％以上，但其抗拉强度特别低，该合金的抗拉强度大约为400MPa。研究发现：采用异步轧制变形在CrCoNiAl0.014中熵合金中引入高剪切应力能够显著提升其屈服强度，但是，由于硬化过程属于动态演变过程，相关参考文献较少，现有数据及检测手段尚不能解释其变形机理，因此，采用分子动力学模拟手段，一方面弥补微观尺度上实验观察的局限性，另一方面可以在原子尺度上解释CrCoNiAl_0.014中熵合金在轧制过程中位错、孪晶等缺陷的动态相互作用过程，为解释CrCoNiAl_0.014中熵合金变形机理提供了新的技术手段。

因此，提出一种异步轧制中熵合金原子变形方法，来解决现有技术存在的困难，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种异步轧制中熵合金原子变形方法，目的在于从原子级别再现微观轧制变形的过程，来弥补微观尺度上实验观察的局限性，同时也可以避免实验上的不可控因素对实验结果所带来的干扰。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种异步轧制中熵合金原子变形方法，包括以下步骤：

S1.建立室温异步轧制变形模拟所需的中熵合金的工件原子模型与异步轧辊模型，工件原子模型和异步轧辊模型组合成第一道次轧制模型；

S2.赋予第一道次轧制模型的初始化参数；

S3.读取EAM相互作用势；

S4.利用相互作用势，采用共轭梯度法对工件原子模型进行能量最小化；

S5.利用NVE系综和控温命令对工件原子模型进行弛豫，释放工件内部压力；

S6.采用S5中相同的系综和控温命令进行第一道次的异步轧制变形过程；

S7.输出第一道次的异步轧制变形过程中相应数据和所有原子坐标文件；

S8.将经第一道次轧制变形后的工件原子模型与异步轧辊模型组合，重复上述S2-S6得到第二道次的轧制变形过程；将经第二道次轧制变形后的工件原子模型与异步轧辊模型组合，重复上述S2-S6得到第三道次的轧制变形过程；

S9.输出第二、三道次的异步轧制变形过程中相应数据和所有原子坐标文件；