Theo các đường cong ứng suất – biến dạng trên hình 3.25, có thể thấy tại nhiệt độ âm -196 độ C (77 độ K ) giới hạn chảy và giới hạn bền và độ giãn dài của vật liệu đều cao nhất. Điều này đã được lý giải do mật độ lệch sinh ra trong
52
quá trình biến dạng ở nhiệt độ này cao nhất, bên cạnh đó sự biến đổi cấu trúc tại nhiệt độ -196 độ C ( 77 độ K ) cũng xảy ra với mức độ lớn nhất.
Zhigao Li [44] và các đồng sự đã nghiên cứu về mối quan hệ giữa nhiệt độ và tốc độ biến dạng phụ thuộc vào cơ tính của tinh thể Al dưới tải đơn trục. Kết quả cho thấy mô đun đàn hồi tăng khi tăng tốc độ biến dạng tại cùng một nhiệt độ. Tuy nhiên, giá trị mô đun đàn hồi trong nghiên cứu của Zhigao Li có giá trị nhỏ hơn trong nghiên cứu của tác giả. Nguyên nhân dẫn đến điều này là do ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim, dẫn đến mô đun đàn hồi trong hợp kim nhôm A5052 cao hơn so với mô đun đàn hồi của tinh thể nhôm.
Satyajit Mojumder [44] đã thực hiện nghiên cứu động học phân tử về tính
dẻo trong trụ nano hợp kim Al-Cu chịu tải trọng nén. Kết quả thu được là mơ đun đàn hồi có giá trị khác nhau khi được biến dạng theo phương khác nhau, giá trị lớn nhất đạt khoảng 6,5 (GPa). Nhưng giá trị này vẫn nhỏ hơn khá nhiều so với kết quả được đưa ra trong luận văn. Những nhân tố có ảnh hưởng lớn đến kết quả như vậy chính là do thành phần và các điều kiện tiến hành mô phỏng khác nhau.
Từ các kết quả trên cho thấy sự biến đổi cấu trúc tinh thể vật liệu một cách rõ ràng nhất. Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến cơ tính của vật liệu như giới hạn bền, giới hạn chảy, độ dãn dài tương đối. Và tại nhiệt độ ni tơ lỏng vật liệu đạt giới hạn bền cao nhất.
53
KẾT LUẬN
Luận văn đã dùng phương pháp mô phỏng động học phân tử để nghiên cứu sự biến đổi cấu trúc ảnh hưởng đến cơ tính của hợp kim nhôm A5052 dưới tác động của nhiệt độ và tải trọng kéo. Phương pháp điện tử nhúng (EAM) đã được sử dụng cho các tương tác cặp giữa các nguyên tử Al, Mg, Cr, Si và Fe. Kết quả thu được sau q trình mơ phỏng cho thấy: Cấu trúc của hợp kim nhơm A5052 có sự thay đổi rõ rệt từ cấu trúc lập phương tâm mặt FCC sang các cấu trúc lập phương tâm khối BCC, lục giác xếp chặt (HCP) và các nguyên tử sắp xếp không theo trật tự xác định trước trong quá trình biến dạng dẻo. Khi thay đổi nhiệt độ thì mật độ lệch cũng thay đổi theo, cấu trúc tinh thể biến đổi rất nhanh từ các nguyên tử có cầu trúc FCC thành các nguyên tử có cấu trúc HCP và vơ định hình. Kết quả mơ phỏng đã biểu thị được sự hình thành và phân rã của một số loại lệch khơng hồn chỉnh trong tinh thể. Biên giới hạt có vai trị trong việc ngăn cản chuyển động của lệch và là nơi phát sinh ra các vịng lệch mới. Các q trình trên đã tác động khơng nhỏ đến sự thay đổi cơ tính của vật liệu thơng qua đường cong ứng suất-biến dạng thu được sau khi mô phỏng.
54
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Callister, Materials Science and Engineering an Introduction, New York: John Wiley and Sons. Inc., 2007.
[2] M. Handbook-, Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special- Purpose Materials, vol. Vol.2, US: ASM International, 2018.
[3] Y.-Q. Y. Z. X. X. L. N. J. Y. G. a. G. L. P-T. Li, "Molecular dynamic simulation of nanocrystal formation and tensile deformation of TiAl alloy,"
RSC, vol. Adv. 7, p. 48315–48323, 2017.
[4] Mojumder, "Molecular dynamics study of plasticity in Al–Cu alloy nanopillar," 2018.
[5] Q. Z. a. Z. Y. J. Yu, "Tensile mechanical properties of Ni3Al nanowires at intermediate temperature," RSC, vol. Adv. 4, p. 20789–20796, 2014.
[6] N. C. a. L. M. R. R. Komanduri, "Molecular dynamics (MD) simulation of uniaxial tension of some single-crystal cubic metals at nanolevel,"
International Journal of Mechanical Sciences, vol. 43, pp. 2237-2260, 2001.
[7] D. S. Y. Z. W. W. a. M. L. Y. Liu, "Molecular dynamics study of the tensile deformation on aluminum nanorod," Adv. Intell, vol. Syst. Res. 136, pp. 139-146, 2016.
[8] D. W. S. R. P. A. K. M. a. H. G. V. Yamakov, "Dislocation processes in the deformation of nanocrystalline aluminium by moleculardynamics simulation," Nat. Mater. 1, pp. 42-49, 2002.
[9] S.GrohaE.B.MarinaM.F.HorstemeyeraH.M.Zbibb, "Multiscale modeling of the plasticity in an aluminum single crystal," International Journal of Plasticity, vol. 25, no. 8, pp. 1456-1473, August 2009.
[10] M. L. A. D. a. D. D. H. Chabba, "Modeling aluminum using molecular dynamics simulation," J. Mater. Environ. Sci, vol. 9, no. 1, pp. 93-99, 2018. [11] H.-T. L. H. M. U. a. N. G. Y. Rosandi, "Molecular dynamics simulations of the mechanical behavior of alumina coated aluminum nanowires under tension and compression," RSC Adv, vol. 10, p. 14353, 2020.
55
deformation of nano-single crystal aluminum," J. Mater. Process. Technol,
vol. 184, pp. 1-5, 2007.
[13] W. Xu, "Size dependence of elastic mechanical properties of nanocrystalline aluminum," vol. A692, p. 90–94, (2017).
[14] H. T.-A. a. M. S. R. Rezaei, "“Mechanical characteristics and failure mechanism of nano-single crystal aluminum based on molecular dynamics simulations: Strain rate and temperature effects," J. Solid Mech, vol. 9, no. 4, p. 794–801, 2017.
[15] A. H. N. a. S. K. J. M. Motamedi, "Effect of temperature on properties of aluminum/single-walled carbon nanotube nanocomposite by molecular dynamics simulation," Proc. Inst. Mech. Eng, vol. 234 Part C, no. 2, p. 635– 642, 2019.
[16] W. X. a. L. P. Dávila, "Size dependence of elastic mechanical properties of nanocrystalline," Materials Science & Engineering A, vol. 692, pp. 90-94, (20170.
[17] W. X. a. L. P. Dávila, "Tensile nanomechanics and the Hall-Petch effect in nanocrystalline," Materials Science & Engineering A, vol. 710, pp. 413-418, (2018).
[18] B. T. a. R. Yang, "Molecular dynamics study of uniaxial deformation in perfect and defective aluminum," CHINESE JOURNAL OF PHYSICS, vol.
53, no. 7, (2015).
[19] S. Plimpton, " Fast Parallel Algorithms for Short-Range Molecular Dynamics," Journal of Computational Physics, vol. 17, pp. 1-19, 1995. [20] M. S. D. a. M. I. Baskes, "Embedded-atom method: Derivation and
application to impurities, surfaces, and other defects in metals," Phys. Rev. B
, vol. 29, p. 6443–6453, (1984).
[21] M. I. Baskes, "Modified embedded-atom potentials for cubic materials and impurities," Physical Review B, vol. 46, no. 5, pp. 2727-2742., 1992.
[22] R. A. M. a. L. B. C. M. S. 2. 4. 2. Dongare A M.
56
structure during surface indentation," Phys. Rev. B, vol. 58, no. 17, pp. 11085, 1998, 1998.
[24] A. P. L. a. A. Laaksonen, "Calculation of effective interaction potentials from radial distribution functions:," PHYSICAL REVIEW E, vol. 52, no. 4, pp. 3770-3777, 1995.
[25] R. M. N.S. Martys, Phys. Rev, vol. 59 , no. 3, p. 3733, (1999) . [26] "D.J. Evans, B.L. Holian, J. Chem. Phys. 83 (8) (1985) 4069e4074".
[27] A. Stukowski, "visualization and analysis of atomistic simulation data with ovito–the open visualization tool,” modell. simul," Mater. Sci. Eng, vol. 18,
p. 015012, (2010)..
[28] A. Stukowski, "Structure identification methods for atomistic simulations of crystalline materials,” Modell. Simul.," Mater. Sci. Eng., vol. 20, p. 045021, (2012).
[29] A. T. K. Z. Aleksandr.V. Korchuganov, J.Mater.Sci, vol. 1, pp. 201-206, 2019.
[30] S. K. SunilKumar, "Characterization of mechanical properties and nano- porous structure of Aluminium-Magnesium alloy during multi-axial tensile deformation: An atomistic investigation," Journal of Alloys and Compounds, vol. 740, pp. 626-638, 2018.
[31] Y. G. S. Z. H. F. a. Z. Z. Zhigao Li, "Molecular dynamics study on temperature," AIP Advances , vol. 10, p. 075321 , (2020).
[32] "Q. Fang, Y. Chen, J. Li, C. Jiang, B. Liu, Y. Liu, P.K. Liaw, Int. J. Plast. 114 (2019)".
[33] "C.N. Niu, C.R. Larosa, J.S. Miao, J. Mills, M. Ghazisaeidi, Nat. Commun. 9 (2018)".
[34] D. H. K.-T. P. W. J. N. Young Bum Lee, "Effect of annealing temperature on microstructures and," Scripta Materialia, vol. 51 , p. 355–359, (2004) . [35] "N. M. Anas, W. L. Quah, H. Zuhailawati, A. S. Anasyida. "Effect of
immersion duration in liquid nitrogen for cryorolled", Procedia Chemistry 19 (2016) 241 – 246.".
57
[36] S. K. S. T. S.K. Paul, "Effect of loading conditions on nucleation of nano void and failure of nanocrystalline aluminum: an atomistic investigation,"
Eng. Fract. Mech, vol. 176, p. 257–262, (2017).
[37] A. M. V.S. Krasnikov, "Dislocation dynamics in aluminum containing phase:," Int. J. Plast, vol. 119 , p. 21–42, (2019) .
[38] S. K. P. Ashutosh Rajput, "Effect of soft and hard inclusions in tensile deformation and damage," Journal of Alloys and Compounds, vol. 869, p. 159213, (2021).
[39] Y. F. G. a. A. H. W. N. “. m. d. s. o. t. o. s. a. d. c. e. S. Xu, "ects on the plastic deformation of Al nanopillars," Int. J. Plast., vol. 43, pp. 116-127, 2013.
[40] Z.-Z. Z. R. Z. Y.-H. Wen, "Molecular dynamics study of the mechanical behavior of nickel nanowire: strain rate effects," Comput. Mater. Sci., vol. 41, p. 553–560, (2008).
[41] Y. Z. M. C. E. M. X. Wu, "Twinning and stacking fault formation during,"
Scr. Mater, vol. 54, (2006).
[42] M. M. S. K. B. &. S. P. Dinesh Kumar Mishra, "Structural evolution and dislocation," Structural evolution and dislocation behaviour study during nanoindentation of Mo20W20Co20Ta20Zr20 high entropy alloy coated Ni single crystal using molecular dynamic simulation, (2019).
[43] S. V. D. Rita I. Babicheva, "Effect of grain boundary segregation on the deformation mechanisms and mechanical properties of nanocrystalline binary aluminum alloys," Computational Materials Science , vol. 117, p. 445–454, (2016) .
[44] Satyajit Mojumder, Molecular dynamics study of plasticity in Al-Cu alloy nanopillar due to compressive loading
58
TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT
[I]. Nguyễn Tất Tiến (2004), Lý thuyết biến dạng dẻo, Nhà xuất bản giáo dục.
[II] Lê Công Dưỡng (1996), Vật liệu học, Nhà xuất bản khoa học và Kỹ thuật.
Đỗ Minh Nghiệp, Trần Quốc Thắng (2011), Độ dẻo và độ bền kim loại. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật.
[II]. Nguyễn Văn Lâm, Lớp cơ học vật liệu và Cán kim loại K61, đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ biến dạng đến sự biến đổi cấu trúc
và cơ tính của hợp kim nhơm ma giê AA5052 bằng phương pháp mô phỏng số động học phân tử”.