压头对Ni基单晶合金纳米压痕结果的影响

胡兴健¹，郑百林¹，杨彪¹，胡腾越¹，余金桂²，贺鹏飞¹，岳珠峰³

1. 同济大学应用力学研究所2. 武汉理工大学机电工程学院3. 西北工业大学力学与土木建筑学院

摘 要：采用分子动力学方法研究压头尺寸(半径分别为1.5nm、2.5nm、3.5nm、4.5nm)和加载速度(10m/s、20m/s、30m/s、40m/s)对Ni基单晶合金γ/γ′(001)晶面纳米压痕测试结果(弹性模量和硬度)的影响。结果表明压头尺寸和加载速度对Ni基单晶合金γ/γ′(001)晶面的纳米压痕测试结果有显著影响。采用中心对称参数研究各模型不同压入深度时基体中位错的形核和运动情况,结果表明压头尺寸越大、加载速度越快,基体γ相中位错形核形式越剧烈。压头尺寸较大或加载速度较快的模型在γ相中产生了棱柱型位错环,棱柱型位错环在γ相中沿着{111}面滑移,最终在γ/γ′相界面处塞积,然后有新的棱柱型位错环产生。

关键词：分子动力学;压头尺寸;加载速度;纳米压痕;位错;