来源：今日新材料
金属硬化机制的根源在于位错的运动，它一直是物理冶金学家一个多世纪以来关注的焦点。近日，来自美国加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的Vasily V. Bulatov等研究者，在超级计算的极限下进行了原子模拟，从原子运动的微观角度上探究金属硬化的起源。
金属硬化的根本原因直到86年前才被发现，当位错-晶格位错所产生的曲线晶体缺陷-被认为是晶体塑性的原因。然而，尽管位错和晶体塑性之间的直接因果关系现在已经牢固地建立起来，却没有定量理论存在来直接从晶格位错的潜在行为来预测金属硬化。
研究团队依靠一台超级计算机来澄清是什么导致了金属硬化。研究者并没有试图从位错行为的潜在机制中推导出硬化过程，而是在更基本的层面上进行了超大规模计算机模拟，模拟构成晶体的原子的运动。研究者将这里看作是无偏见的计算实验，在他们的模拟中，通过观察，而不是规定单个原子的运动如何转化为位错的运动，然后合起来产生金属硬化。研究者证明了变幻莫测的金属阶段性(变形)硬化是一种单轴拉伸下晶体旋转的直接结果。与文献中广泛分歧和矛盾的观点不一致的是，研究者观察到，在金属硬化的所有阶段，位错行为的基本机制是相同的。
综上所述，研究者模拟表明，三阶段硬化不是材料的固有特性，而是在标准单轴试验中施加在试件上的共轴性约束的运动学结果。该模拟揭示了金属塑性的几个潜在的重要方面，这需要研究者更深入地研究位错运动的细节来解释。这里所提出的模拟，为探索晶体塑性的基本原理提供了手段。
原文链接：
Atomistic insights into metal hardening, Nature Materials, 2020
https://www.nature.com/articles/s41563-020-00815-1
来源：gh_d06fa4463e84 今日新材料
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