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位错线与铁素体/氧化铁两相界面交互作用的原子模拟

朱笔达 于新洋 李政 何曼如

朱笔达, 于新洋, 李政, 何曼如. 位错线与铁素体/氧化铁两相界面交互作用的原子模拟[J]. 核动力工程, 2022, 43(S2): 28-32. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.S2.0028
引用本文: 朱笔达, 于新洋, 李政, 何曼如. 位错线与铁素体/氧化铁两相界面交互作用的原子模拟[J]. 核动力工程, 2022, 43(S2): 28-32. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.S2.0028
Zhu Bida, Yu Xinyang, Li Zheng, He Manru. Atomic Simulation of the Interaction between Dislocation Line and Ferrite/Iron Oxide Interface[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(S2): 28-32. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.S2.0028
Citation: Zhu Bida, Yu Xinyang, Li Zheng, He Manru. Atomic Simulation of the Interaction between Dislocation Line and Ferrite/Iron Oxide Interface[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(S2): 28-32. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.S2.0028

位错线与铁素体/氧化铁两相界面交互作用的原子模拟

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.S2.0028
基金项目: 国家自然科学基金项目(12102417)
详细信息
    作者简介:

    朱笔达(1992—),男,博士研究生,现主要从事反应堆结构力学分析工作,E-mail: 446487616@qq.com

  • 中图分类号: TL334

Atomic Simulation of the Interaction between Dislocation Line and Ferrite/Iron Oxide Interface

  • 摘要: 氧化铁是包含铁素体相的核级钢材(如低合金钢与铁素体-马氏体双相钢)在高温环境下常见的表面氧化物和内部析出物。正确认识氧化铁对钢材微观变形机制的影响对设计运行温度较高的先进核能系统的安全评估有重要意义。本文采用分子动力学方法研究了温度对铁素体中的刃型位错与铁素体/氧化铁两相界面的交互作用的影响。计算结果表明,在10~900 K的温度范围内,刃型位错均无法穿透铁素体/氧化物两相界面,而只引起两相之间发生一定程度的相互剪切变形。随着温度的上升,位错与界面接触点附近的应力集中程度随之升高,另外界面间剪切变形量也同时增高。以上结果对于高温环境下低合金钢和铁素体-马氏体双相钢的断裂失效分析有一定的指导意义。

     

  • 图  1  包含刃位错的铁素体/氧化铁两相模型示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of Ferrite/Iron Oxide Two-phase Model Including Edge Dislocation

    图  2  750 K温度下加载应变不同时由位错运动导致的原子剪切应变分布

    Figure  2.  Distribution of Atomic Shear Strain Caused by Dislocation Motion When Loading Strain Is Different at 750 K

    图  3  加载应变达到0.05时不同温度情况下两相界面附近的原子剪切应变分布

    T—温度

    Figure  3.  Distribution of Atomic Shear Strain Near Two-phase Interface at Different Temperatures When Loading Strain Reaches 0.05

    图  4  加载剪切应变达到0.05时位错-界面相互作用区内的原子等效Mises应力与模拟环境温度之间的关系

    Figure  4.  Relationship between the Atomic Equivalent Mises Stress in the Dislocation-Interface Interaction Zone and the Simulated Ambient Temperature When Loading Shear Strain Reaches 0.05

  • [1] BŁOŃSKI P, KIEJNA A, HAFNER J. Theoretical study of oxygen adsorption at the Fe(110) and (100) surfaces[J]. Surface Science, 2005, 590(1): 88-100. doi: 10.1016/j.susc.2005.06.011
    [2] PARKINSON G S. Iron oxide surfaces[J]. Surface Science Reports, 2016, 71(1): 272-365. doi: 10.1016/j.surfrep.2016.02.001
    [3] CHEN J W, ZHU Y X, HUANG M S, et al. Study on hydrogen-affected interaction between dislocation and grain boundary by MD simulation[J]. Computational Materials Science, 2021, 196: 110562. doi: 10.1016/j.commatsci.2021.110562
    [4] WANG J, HOAGLAND R G, HIRTH J P, et al. Atomistic modeling of the interaction of glide dislocations with “weak” interfaces[J]. Acta Materialia, 2008, 56(19): 5685-5693. doi: 10.1016/j.actamat.2008.07.041
    [5] PLIMPTON S. Fast parallel algorithms for short-range molecular dynamics[J]. Journal of Computational Physics, 1995, 117(1): 1-19. doi: 10.1006/jcph.1995.1039
    [6] BYGGMÄSTAR J, NAGEL M, ALBE K, et al. Analytical interatomic bond-order potential for simulations of oxygen defects in iron[J]. Journal of Physics:Condensed Matter, 2019, 31(21): 215401. doi: 10.1088/1361-648X/ab0931
    [7] PARRINELLO M, RAHMAN A. Polymorphic transitions in single crystals: a new molecular dynamics method[J]. Journal of Applied Physics, 1981, 52(12): 7182-7190. doi: 10.1063/1.328693
    [8] MURALI P, RAMAMURTY U. Embrittlement of a bulk metallic glass due to sub-Tg annealing[J]. Acta Materialia, 2005, 53(5): 1467-1478. doi: 10.1016/j.actamat.2004.11.040
    [9] LONG B, DAI Y. Investigation of LBE embrittlement effects on the fracture properties of T91[J]. Journal of Nuclear Materials, 2008, 376(3): 341-345. doi: 10.1016/j.jnucmat.2008.02.022
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-08-18
  • 修回日期:  2022-10-18
  • 刊出日期:  2022-12-31

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