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合金材料应变率软化型塑性失稳的微观机制研究摘要合金 材料 在一 定 的温 度下 容易 发生 应 变率 软化 型塑 性失 稳 现象 -PLC 效 应， 这种 现象 严重 影 响了 此类 合金 材料 的 应用 。对 PLC 效 应 的微 观 机制 研究 ，有助 于更 好的 将宏 观 现象 与微 观机 制联 系 起来 ，为此 类 材料 的广 泛 应用 提供 一定 的 帮助 。本 文通 过蒙 特 卡罗 方法 研究 了 合金 材料 塑性 失稳 行 为的 内在 机制 ，对 位 错与 溶质 原子 的 交互 作用 进行 了模 拟 分析 ，先 后研 究了 不同 的 外应 力、温度 及 溶质 原子 初始 浓 度对 位错 及溶 质原 子 的分 布形 态、位错 的受 力 和速 度变 化、溶 质原 子的 浓度 变 化以 及位 错的 穿界 次 数的 影响。通 过对 以上 三 种条 件下 位错 与 溶质 原子 运动 特 征的 研究 ，得 到以 下 结论 ：1. 溶质 原子 对位 错 运 动的 阻碍 作用 随 着外 应力 的增 加先 增 加后 减小 。在关 于外 应力 的三 个 算例 中，较小 外应 力下 ，模拟 单元 应力 弛 豫过 程及 位错 被溶 质 原子 钉扎 所需 时 间最 短；无外 应力 下，应 力弛 豫过 程及 位 错被 溶质 原子 钉扎 所 需时 间其 次；而较 大 外应 力下 ，由 于外 加 应力 远大 于其 他 因素 产生 的非 平衡 力， 溶质 原子 已难 以 对位 错形 成稳 定的 钉 扎；2. 随着 温度 的提 高 ，位错 具有 更高 的 能量 ，位 错运 动整 体 呈现 出加 剧现 象， 溶质 原子 愈发 难 以对 位错 形成 有效 钉 扎。总体 上，温度 的提 高 可以 引起 位错 运 动速 度的 增加 ， 在宏 观上 即提 高材 料 变形 的应 变率 ；3. 位错 速度 受溶 质 原 子浓 度的 影响 ，溶质 原子 浓度 越大 ，位错 受到 的溶 质 原子 拖拽 力越 大 ，受 到的 合力 越小 ， 位错 运动 速度 越小 ；4. 溶质 原子 的偏 聚 速 度与 溶质 原子 初 始浓 度有 关，初 始浓 度越 高，溶质 原 子偏 聚速 度越 快 ，越 容易 形成 Cottrell 气 氛， 位错 也越 容 易被 钉扎 ；5. 不同 条件 下，大、小两 类溶 质原 子 的偏 聚行 为都 基本 相 同，溶质 原子 的 偏聚 速度 与溶 质 原子 的大 小关 系不 大。 关键词： 位错 ；溶 质原 子； 塑性 失 稳； 外应 力； 温度 ； 溶质 浓度Study on the Micro-Mechanism of Strain Rate Softening Plastic Instability in AlloysABSTRACTAlloy materials are apt to happen strain rate softening plastic instability phenomenon - PLC effect at a certain temperature, and this kind of phenomenon seriously affects the application of such alloy materials.The study of microscopic mechanism of the PLC effect contributes a good link between macroscopic phenomena and microscopic mechanisms, which will provide certain help to the widespread applications of such materials.By using the Monte Carlo method , the interaction of dislocations and solute atoms was s imulated by using the Monte Carlo method to study the internal mechanism of the alloy plastic instability behavior. The influences of different external stress, temperature and the initial concentration of solute atoms were analyzed on the evolution of the dislocations and solute atoms, the