Pevnost Ni zrn hranici s oddělenými SP-nečistot

Tensile strength of Ni grain-boundary with segregated sp-impurities

abstract

en

Grain boundaries (GB) represent extended planar defects with a crucial effect on macroscopic strength of polycrystalline materials. In this first principles study, we calculate the ideal tensile strength of Σ5(210) tilt GB in nickel crystal under uniaxial loading applied perpendicularly to the GB plane. A computational supercell containing 64 atoms is subjected to three different modes of simulated deformation comprising rigid grain shift, uniaxial deformation with optimized atomic coordinates and fully optimized uniaxial loading (ionic positions in the supercell as well as the cell shape are optimized at each step of deformation). Results for these models are compared and tensile strength of clean GB is compared with that of GB with segregated impurities (S and Al) and with the results of previous studies. Differences in computed values show not only the effect of the impurities on the ideal strength but also an importance of full lattice optimization during the simulation of tensile test.

Hranice zrn (GB) jsou rozšířena rovinné vady se zásadní vliv na makroskopické pevnost polykrystalických materiálů. V této první principy studii jsme vypočítat ideální pevnost v tahu Σ5 (210) náklonu GB niklu krystalu pod jednoosý zatěžování provádí kolmo k rovině GB. Výpočetní supercell obsahující 64 atomů podrobí tři různé druhy simulované deformace, které obsahují tuhou zrna posun, jednoosé deformaci s optimalizovanými atomových souřadnic a plně optimalizované jednoosé zatížení (iontových pozic v superbuňky, jakož i tvaru buňky jsou optimalizovány při každém kroku deformace ). Výsledky pro tyto modely jsou porovnány a pevnost v tahu čistého GB je ve srovnání s tím GB s oddělených nečistot (S a Al), a s výsledky předchozích studií. Rozdíly v vypočtené hodnoty ukazují nejen vliv nečistot na ideální pevnost, ale také význam plného optimalizace mřížky během simulace tahové zkoušky.

Grain boundaries (GB) represent extended planar defects with a crucial effect on macroscopic strength of polycrystalline materials. In this first principles study, we calculate the ideal tensile strength of Σ5(210) tilt GB in nickel crystal under uniaxial loading applied perpendicularly to the GB plane. A computational supercell containing 64 atoms is subjected to three different modes of simulated deformation comprising rigid grain shift, uniaxial deformation with optimized atomic coordinates and fully optimized uniaxial loading (ionic positions in the supercell as well as the cell shape are optimized at each step of deformation). Results for these models are compared and tensile strength of clean GB is compared with that of GB with segregated impurities (S and Al) and with the results of previous studies. Differences in computed values show not only the effect of the impurities on the ideal strength but also an importance of full lattice optimization during the simulation of tensile test.

Tensile strength; grain-boundary

01.09.2014

ISPMA13, The book of abstracts

1