Crack orientation versus ductile-brittle behavior in 3D atomistic simulations

0083922 - ÚT 2008 CZ eng A - Abstrakt
Spielmannová, Alena - Machová, Anna - Hora, Petr
Crack orientation versus ductile-brittle behavior in 3D atomistic simulations.
[Orientace trhlin a křehce-tvárné chování v 3D atomárních simulacich.]
5th International Conference on Materials Structure & Micromechanics of Fracture. Brno: VUTIUM, 2007 - (Šandera, P.). s. 22-22. ISBN 978-80-214-3434-9.
[MSMF /5./. 27.06.2007-29.06.2007, Brno]
Grant CEP: GA ČR(CZ) GA101/07/0789
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z20760514
Klíčová slova: bcc iron * crack growth * twinning * dislocation emission
Kód oboru RIV: BM - Fyzika pevných látek a magnetismus

The contribution presents results of molecular dynamic (MD) simulations in bcc iron with edge pre-existing cracks (001)[110] and (-110)[110] (crack plane/crack front) loaded uni-axially in tension mode I at temperature of 300 K. The iron crystals in MD have the same orientation and similar geometry as in our recent fracture tests performed at room temperature on iron (3wt%Si) single crystals. MD results from 3D simulations are compared with experimental observations, available continuum predictions and our previous plane strain simulations. The ductile-brittle response of these cracks differs significantly, both in atomistic simulations and in experiments. While the crack (-110) can emit dislocations on the inclined slip systems 111{112} leading to crack blunting, the crack (001) can cause twinning in the inclined or oblique slip systems 111{112}, which depends on loading rate.

Příspěvek prezentuje výsledky simulací technikou molekulární dynamiky (MD) v krystalech bcc železa s okrajovými pre-existujícími trhlinami (001)[110] a (-110)[110] (rovina trhliny / čelo trhliny) zatíženými jednoosým tahem v módu I při teplotě 300 K. Krystaly železa v MD mají stejnou orientaci a podobnou geometrii jako v našich nedávných lomových zkouškách provedených při pokojové teplotě na monokrystalech železa (3hm% Si). MD výsledky z 3D simulací jsou porovnány s experimentem, dostupnými predikcemi kontinua a předchozími simulacemi za podmínek rovinné deformace. Tvárně-křehká odezva těchto trhlin se výrazně liší v atomárních simulacích i v experimentech. Zatímco trhlina (-110) emituje dislokace ve vklíněných skluzových systémech 111{112}, což vede k jejímu otupení, trhlina (001) produkuje dvojčata na vklíněných nebo šikmých skluzových systémech 111{112}, což závisí na rychlosti zatížení.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0004086