第15卷第4期精密成形工程2023年4月JOURNALOFNETSHAPEFORMINGENGINEERING143收稿日期：2022−05−28Received：2022-05-28作者简介：魏双磊（1997—），男，硕士生，主要研究方向为铜石墨烯复合材料。Biography：WEIShuang-lei(1997-),Male,Postgraduate,Researchfocus:coppergraphenecompositematerial.通讯作者：王振敏（1966—），女，博士，副教授，主要研究方向为金属材料力学性能。Correspondingauthor：WANGZhen-min(1966-),Female,Doctor,Associateprofessor,Researchfocus:mechanicalpropertiesofmetalmaterials.引文格式：魏双磊,褚浩男,韩帅,等.高应变率下温度对单晶铜拉伸微观变形的影响机理[J].精密成形工程,2023,15(4):143-152.WEIShuang-lei,CHUHao-nan,HANShuai,etal.EffectMechanismofTemperatureonMicroscopicTensileDeformationofSingleCrystalCopperatHighStrainRate[J].JournalofNetshapeFormingEngineering,2023,15(4):143-152.高应变率下温度对单晶铜拉伸微观变形的影响机理魏双磊，褚浩男，韩帅，付绍祥，王振敏，胡小东（辽宁科技大学材料与冶金学院，辽宁鞍山114051）摘要：目的以单晶铜为研究对象，探究5×109s–1高应变率下温度对单晶铜的应力及微观变形的影响，为设计、制备高性能单晶铜导线提供理论依据。方法运用分子动力学模拟技术，构建尺寸为10.8nm×10.8nm×10.8nm的单晶铜模型，在应变率为5×109s–1，温度为100~1100K范围内对单晶铜进行x、y、z三轴拉伸，模拟其应力应变、位错密度、晶体结构转变规律，对晶体的有序性和孔洞体积分数的微观结构变化进行研究。结果随着温度的升高，单晶铜的屈服强度降低，在温度为1100K时单晶铜的屈服强度比100K时降低了约55%，与屈服强度相对应的应变数值会提前约5%。得到了100~1100K温度范围内应力−应变曲线，该曲线包括3个阶段，即弹性变形阶段、塑性变形阶段和应力下降阶段。对应力变化的原因进行分析，当应力达到屈服点后，单晶铜内部出现孔洞形核，孔洞快速长大并合并；在变形的同时，晶格结构发生转变，在1100K温度时FCC结构全部转变为Other结构；利用径向分布函数对晶格有序性进行分析，发现在高应变下会产生非晶结构。结论随着温度的升高，单晶铜的屈服强度降低，屈服强度的下降主要是位错密度增大、孔洞形核、快速长大和合并以及晶格转变共同作用的结果。关键词：分子动力学；单晶铜；晶体结构；应力应变；孔洞分析DOI：10.3969/j.issn.1674-6457.2023.04.016中图分类...
