| بررسی دینامیک مولکولی تاثیرات دما بر سوپرآلیاژ پایه نیکل حاوی نقص کریستالی |
| کد مقاله : 1235-ISME2026 |
| نویسندگان |
|
حامد حیدری1، مجتبی ذوالفقاری *2 1دکتری مهندسی مکانیک، مدرس گروه مهندسی مکانیک دانشگاه اراک 2عضو هیات علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه اراک |
| چکیده مقاله |
| برای بهبود عملکرد مکانیکی سوپرآلیاژهای پایه نیکل در کاربردهای دمای بالا مانند پرههای توربین گازی و قطعات هوافضا، این پژوهش از شبیهسازی دینامیک مولکولی برای بررسی رفتار کششی سوپرآلیاژ دوفازی Ni/Ni₃Al حاوی مرز دوقلویی همراستا با جهت بارگذاری در دماهای ۳۰۰ تا ۱۱۰۰ کلوین استفاده کرد. مدل سهبعدی با نرمافزار Atomsk ساخته و شبیهسازی با LAMMPS و پتانسیل Embedded Atom Method انجام شد. نتایج نشان داد که در ناحیه الاستیک، چگالی نابجاییها پایین و ثابت است، اما با افزایش دما، نوسانات اتمی و اتمهای آمورف بیشتر میشود. پس از تسلیم، نابجاییهای شاکلی افزایش یافته و ابتدا ماتریس را برش میدهند؛ در دماهای پایین (۳۰۰-۵۰۰ کلوین)، پیک چگالی بالاتر است و شکست از طریق ترک در ماتریس رخ میدهد. در دماهای متوسط (۵۰۰-۷۰۰ کلوین)، نابجاییها همزمان رسوب را برش داده و نابجاییهای نردهای تشکیل میشود که مانع حرکت نابجاییها شده و استحکام را افزایش میدهد. در دماهای بالا (۹۰۰-۱۱۰۰ کلوین)، ساختار آمورف غالب شده و شکست عمدتاً در سطح مشترک فازی اتفاق میافتد. مرز دوقلویی به عنوان مانع برای حرکت نابجاییها و گسترش ترک عمل میکند، اما نابجاییهای جدید از آن خارج میشود. این مطالعه نقش مرزهای دوقلویی در تنظیم مکانیزمهای پلاستیک و تأثیر دما بر خواص مکانیکی را در مقیاس اتمی روشن میسازد و پایهای برای طراحی سوپرآلیاژهای پیشرفته فراهم میکند، که عملکرد صنایع هوافضا و انرژی را بهبود میبخشد. |
| کلیدواژه ها |
| سوپرآلیاژهای پایه نیکل، چگالی مرز دانه، دینامیک مولکولی، مرز دوقلویی. |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی |