NiTi形状记忆合金热弹性马氏体相变的分子动力学模拟

摘要

利用分子动力学方法,基于2NN-MEAM势函数对晶向NiTi单晶的热力学行为进行模拟.再现了温度诱发马氏体相变并确定NiTi单晶的四个特征相变温度.根据特征相变温度分别对马氏体状态的重取向变形,奥氏体态的形状记忆效应以及奥氏体状态的伪弹性响应进行模拟.发现温度诱发的马氏体相变形成了多个不同取向的自协调马氏体变体,从原子尺度动态再现施加应力诱发马氏体重取向时,温度诱发的有利取向变体在载荷作用下吞噬不利取向变体完成重取向过程;在较高温度预测了NiTi合金的形状记忆效应和伪弹性,随着温度的升高应力诱发相变所需的驱动力越大.本研究的分子动力学计算结果所得的规律性认识与实验结果和理论预测一致,弥补了实验和理论方面研究的不足.