Al含量和加载速度对Al_(x)CoCrFeNi高熵合金的影响及分子动力学仿真

通过分子动力学(MD)仿真从硬度、Von Mises应力、剪切应变、位错和相变方面研究了纳米压痕过程中Al含量和加载速度对Al_(x)CoCrFeNi高熵合金(HEA)力学性能的影响。研究结果表明Al含量较少时,HEA内部形成原子剪切带较多,总位错长度和位错密度较大。加载速度较大时大量位错缠结产生高密度的位错胞,阻碍位错滑移,带来显著的强化效应。Al含量与硬度成反比,而加载速度与材料的硬度成正比。此外,在纳米压痕初期,所有HEA发生可恢复的弹性变形。压痕深度增加,材料开始发生塑性变形,位错形核生长。由于压头力的作用,材料内部原子重新排列,FCC结构逐渐转变为BCC结构,HCP结构和无序结构。与压头相接触的区域原子应变较高并且率先转变为无序结构。经过多次加载-卸载循环,弹性变形逐渐转变为塑性变形,合金中残留的应力变多,Al_(x)CoCrFeNi HEA表现出明显的循环劣化现象。