نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سیدمهدی واعظ‌علایی ¹
• محمد نوربخش ²
• علی پورکمالی انارکی ²
• ایوب اسماعیل پور ³

¹ دانشکده فیزیک، دانشگاه تهران

² دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی

³ دانشکده فیزیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی

چکیده

متن یکی از مهم‌ترین خواص فلزات، امکان تبدیل فاز و تغییر ساختار در پاسخ به نیروهای خارجی، تغییر دما و سایر عوامل محیطی است. در این مطالعه با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی(MD)، تبدیل‌ فاز و تغییرشکل یک نمونه بدون نقص آهن-آلفا (α-Fe)تحت بارگذاری کششی با نرخ کرنش بالا مورد تجزیه‌وتحلیل قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که در طول فرآیند بارگذاری، تغییرشکل ریزساختاری ابتدا از ساختار اولیه body-centered cubic(bcc) به face-centered cubic(fcc) و سپس از ساختار fcc به hexagonal close-packed(hcp) اتفاق می افتد. همچنین مقدار تنش بحرانی به صورت stress(hcp)>stress(fcc)>stress(unknown)>stress(bcc) است که نشان می‌دهد تنش بحرانی ساختار hcp از بقیه ساختارها بیشتر است. بنابراین شروع شکست و از هم گسیختن پیوندهای اتمی در نزدیکی این ساختار اتفاق می‌افتد.

کلیدواژه‌ها

• تبدیل فاز
• شبیه‌سازی دینامیک مولکولی
• بارگذاری کششی
• نرخ کرنش بالا

موضوعات

• فیزیک مادهٔ چگال

عنوان مقاله [English]

Structural phase transformation mechanism of α-Fe under tensile loading at high strain rate: molecular dynamics study

نویسندگان [English]

• Seyed Mehdi Vaez Allaei ¹
• Mohammad Nourbakhsh ²
• ali Pourkamali anaraki ²
• Ayoub Esmailpour ³

¹ Department of Physics, University of Tehran

² Faculty of Mechanical Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University

³ Department of Physics, Shahid Rajaee Teacher Training University

چکیده [English]

One of the most significant properties of metals is their ability to undergo phase transformations and structural changes in response to external forces, temperature variations, and other environmental factors. In this study, molecular dynamics (MD) simulations are employed to investigate phase transformation and deformation behaviors in a pristine and defect-free α-Fe specimen subjected to high strain rate tensile loading. The results reveal that, during the loading process, the microstructural transformation initiates from a body-centered cubic (bcc) structure to a face-centered cubic (fcc) structure, followed by a subsequent transition from fcc to a hexagonal close-packed (hcp) configuration. Furthermore, the critical stress levels follow the order stress(hcp)>stress(fcc)>stress(unknown)>stress(bcc), indicating that the hcp structure requires the highest stress to initiate transformation. Consequently, bond rupture and fracture nucleation are most likely to occur in the vicinity of this phase.

کلیدواژه‌ها [English]

• Phase Transformation
• Molecular Dynamics Simulation
• Tensile Loading
• High Strain Rate