周小玲，李曉雁，陳常青

（清華大學工程力學系，北京 100084）

　　摘要：疲勞一直是金屬材料面臨的最主要和普遍的問題之一，研究金屬材料的疲勞機理能夠促進和提高材料的發展和應用，具有重要的工程和科學意義。原子模擬近年來成為揭示材料微觀變形機理的一種有效和重要的方法，超大規模計算的發展更是促進了這一方法的發展和應用。本文通過分子動力學和分子靜力學模擬了納米多晶孿晶Cu和非晶合金CuZr在循環載荷下的裂紋擴展行為。模擬結果表明，在不含孿晶界的納米多晶銅中，裂尖區微孔洞在晶界處形核長大，疲勞裂紋通過連接裂尖形成的微孔洞擴展。在含大量孿晶界的納米孿晶銅中，裂紋尖端沒有微孔洞形成，疲勞裂紋通過鈍化再銳化的方式擴展，在此過程中觀察到了退孿生、形變孿生和裂紋閉合現象。而在非晶合金（金屬玻璃）CuZr中，裂尖區形成剪切帶，裂紋擴展與剪切帶緊密相關。原子模擬的結果還顯示納米多晶孿晶Cu和金屬玻璃CuZr的疲勞裂紋擴展過程符合Paris公式，分別得到了納米多晶孿晶Cu和金屬玻璃CuZr的Paris指數，與實驗觀測到的結果一致，并符合傳統的理論模型。

　　關鍵詞：疲勞裂紋擴展，原子模擬，微孔洞，鈍化再銳化，剪切帶

　　聯系方式

　　周小玲：xl-zhou10@mails.tsinghua.edu.cn

責任編輯：趙澤南

《中國腐蝕與防護網電子月刊》征訂啟事
投稿聯系：劉娟 電話：010-82387968-807
QQ: 2850329508 郵箱：liujuan@ecorr.org
中國腐蝕與防護網官方 QQ群：140808414