温度对纳米孪晶Al强化和软化行为的影响

纳米晶金属的超高强度和良好拉伸延展性的结合可以通过引入孪晶来实现,但温度对孪晶间距降低过程的强化-软化转变仍缺乏系统研究。本文采用分子动力学模拟方法考察了温度对纳米孪晶Al强化和软化行为的影响。结果表明:纳米孪晶Al变形过程存在临界温度T_(s),当加载温度高于临界温度T_(s)时,随着孪晶间距的减少,纳米孪晶Al的强度呈现强化-软化转变的现象;当加载温度低于临界温度T_(s)时,呈现持续强化现象;而且随着晶粒尺寸的增大,发生持续强化的临界温度T_(s)升高。进一步研究表明,纳米孪晶Al在高温下(T>T_(s))下的强化-软化转变机理与纳米孪晶Cu一致,是由不同的位错发射机制引起,位错由倾斜于孪晶界方向发射逐渐转变为平行于孪晶界方向发射;在低温下(T<T_(s))的变形过程中,只有极少位错被激发,此时的持续强化行为由应变局域化主导,不同于纳米孪晶Cu在低温下的位错机制。