BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  23,502,607
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Vật liệu kim loại

Nguyễn Quang Học(1), Nguyễn Đức Hiền, Nguyễn Thị Hòa, Phạm Phương Uyên, Trịnh Hồng Ngọc

Biến dạng đàn hồi và vận tốc sóng đàn hồi của các hợp kim tam nguyên FeCrSi và AuCuSi

Elastic deformation and elastic wave velocity of ternary alloys FeCrSi and AuCuSi

Tạp chí Khoa học - Đại học Sư phạm Hà Nội

2022

GD-01

38-53

2354-1059

Hợp kim tam nguyên, Môđun đàn hồi, Hằng số đàn hồi, Vận tốc sóng dọc, Vận tốc sóng ngang, Phương pháp thống kê mômen

Ternary alloy, Elastic moduli, Elastic constants, Longitudinal wave velocity, Transverse wave velocity, Statistical moment method

Bài báo sử dụng mô hình hợp kim tam nguyên vừa thay thế vừa xen kẽ với cấu trúc lập phương và điều kiện nồng độ nguyên tử xen kẽ nhỏ hơn nhiều so với nồng độ nguyên tử thay thế và nồng độ nguyên tử thay thế nhỏ hơn nhiều so với nồng độ nguyên tử kim loại chính. Trên cơ sở đó cùng với lí thuyết biến dạng đàn hồi và sóng đàn hồi của hợp kim này thu được bởi phương pháp thống kê mômen, chúng tôi tiến hành tính số đối với sự phụ thuộc nhiệt độ, áp suất, nồng độ nguyên tử thay thế và nồng độ nguyên tử xen kẽ của các môđun đàn hồi E, K, G, các hằng số đàn hồi C11, C12, C44, vận tốc sóng dọc Vd và vận tốc sóng ngang Vn của FeCrSi và AuCuSi. Các kết quả tính số đối với FeCrSi và AuCuSi được so sánh với các kết quả tính số của Fe,FeCr. FeSi, Au, AuCu, AuSi, các kết quả tính toán khác và thực nghiệm. Các kết quả tính số đối với hợp kim tam nguyên có tính dự báo, định hướng cho các thực nghiệm trong tương lai.

The paper uses the model of cubic ternary substitutional and interstitial alloy and conditions in which the interstitial atom concentration is very small compared to the substitutional atom concentration, the substitutional atom concentration is very small compared to the main metal atom concentration. On that basis together with the elastic wave and the elastic deformation theory of this alloy obtained by the statistical moment method, we perform numerical calculations for temperature, pressure, the concentration of substitutional atoms, and concentration of interstitial atoms dependences of the elastic moduli E, K, G, the elastic constants C11, C12, C44, the longitudinal wave velocity Vd and the transverse wave velocity Vn of alloys FeCrSi and AuCuSi. Numerical results for FeCrSi and AuCuSi are compared with that of Fe, FeCr, FeSi, Au, AuCu, AuSi, and other calculations, and experiments. Numerical results for ternary alloys predict experimental results in the future.

TTKHCNQG, CVv 157

Xem toàn văn
  • [1] Tikhonov L.V., Kononenko G.I., (1986), Mechanical properties of metals and alloys.,Kiev (in Russian)
  • [2] Chang Y.A. and Himmel L., (1966), Temperature Dependence of the Elastic Constants of Cu, Ag, and Au above Room Temperature.,Journal of Applied Physics, Vol. 37, Iss. 9, pp. 3567-3572.
  • [3] Zahroh F.F., Sugihartono I. and Safitri E.D., (2019), Young’s Modulus Calculation of Some Metals Using Molecular Dynamics Method Based on the Morse Potential.,Computational and Experimental Research in Materials and Renewable Energy (CERiMRE), Vol. 2. Iss. 1, pp.19-34.
  • [4] Cağın T., Dereli G., Uludoğan and Tomak M., (1985), Thermal and mechanical properties of some fcc transition metals.,Physical Review B, Vol. 59, Iss. 5, pp. 3468-3473.
  • [5] Li W., Kou H., Zhang .X, Ma J. and Li J., Geng P., Wu X., Chen L. and Fang D., (2019), Temperature-dependent elastic modulus model for metallic bulk materials.,Mechanics of Materials, Vol. 139, ID 103194.
  • [6] Reed R.P. and Clark A.F., (1983), Materials at low temperatures.,American Society for Metals, pp.1-590.
  • [7] Adams J.J., Agosta D.S., Leisure R. G. and Ledbetter H., (2006), Elastic constants of monocrystal iron f-rom 3 to 500 K.,Journal of Applied Physics, Vol. 100, Iss. 11, p.113530
  • [8] Sha X. and Cohen R.E., (2006), First-principles thermoelasticity of bcc iron under pressure.,Physical Review B, Vol.74, Iss.21, p.214111.
  • [9] Moruzzi V.L., Janak J.F. and Schwarz K., (1988), Calculated thermal properties of metals,,Physical Review B, Vol. 37, Iss. 2, pp.790-799.
  • [10] Heintze C., Bergner F. and Ulbricht A., (2009), C-haracterization of Fe-Cr alloys using SANS, nanoindentation and ultrasound,,Lecture (Conference) Euromat 2009, 07-10 October, 2009, Glasgow, United Kingdom, 13268.
  • [11] Speich G.R., Schwoeble A.J. and Leslie W.C., (1972), Elastic constants of binary iron-base alloys.,Metallurgical Transactions, Vol. 3, Iss. 8, pp. 2031-2037.
  • [12] ] Zhang H., Punkkinen Marko P.J., Johansson B. and Vitos L., (2010), Theoretical elastic moduli of ferromagnetic bcc Fe alloys.,Journal of Physics: Condensed Matter, Vol. 22, ID 275402.
  • [13] Good R. J. and Hope C. J., (1970), New combining rule for intermolecular distances in intermolecular potential functions.,Journal of Chemical Physics, Vol. 53, Iss. 2, pp. 540-543.
  • [14] David R. Lide, (2005), CRC Handbook of Chemistry and Physics,86th Ed., Taylor & Francis, Boca Raton London New York Singapore
  • [15] Magomedov M. N., (1987), On calculating the Debye temperature and the Gruneisen parameter.,Zhurnal Fizicheskoi Khimii, Vol. 61, Iss.4, pp.1003-1009 (in Russian).
  • [16] Hoc N.Q., Tinh B.D., Hien N.D. and Coman G., (2021), Study on nonlinear deformation of FCC-AuCuSi under pressure by the statistical moment method,,Advanced Materials Science and Engineering, Vol. 2021, ID 6693326.
  • [17] Hoc N.Q., Tinh B.D. and Hien N.D., (2020), Stress-strain curve of FCC interstitial alloy AuSi under pressure.,Romanian Journal of Physics, Vol.65, Iss. 5-6, p.608.
  • [18] Hoa N.T., Hoc N.Q., Coman G., Cuong T.D. and Viet L.H., (2019,), Thermodynamic property of FCC interstitial alloy with defects, Proc. of the 8th International Conference on Material Science and Engineering (UGALMAT 2018), 11 - 13 October, 2018,,“Dunarea de Jos” University of Galati, Romania, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol. 485, ID 012018.
  • [19] Hoc N.Q., Hien N.D. and Thang D.Q., (2018), Elastic deformation of alloy AuSi with FCC structure under pressure.,HNUE Journal of Science, Natural Sciences, Vol. 63, Iss. 6, pp. 74-83.
  • [20] Hoc N.Q., Tinh B.D., Tuan L.D. and Hien N.D., (2016,), Elastic deformation of binary and ternary interstitial alloys with FCC structure and zero pressure: Dependence on temperature, concentration of substitution atoms and concentration of interstỉtial atoms,,Journal of Science of HNUE, Mathematical and Physical Sciences, Vol. 61, Iss.7, pp. 47-57
  • [21] Hoc N.Q., Hien N.D., Hoa N.M. and Trung V.Q. , (2021,), Combining the Mie-Lennard-Jones and the model atomic potentials in studying the elastic deformation of interstitial alloy FeSi with BCC structure under pressure,,HNUE Journal of Science, Natural Sciences, Vol. 65, Iss.6, pp.61-74.
  • [22] Hoc N.Q., Tinh B.D., Hien N.D. and Coman G. , (2021,), Nonlinear deformation of BCC metal Fe and BCC interstitial alloy FeSi: Dependence on temperature, pressure and silicon concentration,,Materials Physics and Mechanics, Vol.47, pp.501-513.
  • [23] Hoc N.Q., Cuong T.D. and Hien N.D., (2019), Study on elastic deformation of interstitial alloy FeC with BCC structure under pressure, Proc. the ACCMS-Theme Meeting on “Multiscale Modelling of Materials for Suistanable Development”,7th - 9th September, 2018, VNU, Hanoi.,VNU Journal of Sciences: Mathematics-Physics, Vol. 35, Iss. 1, pp.1-12.
  • [24] Tinh B.D., Hoc N.Q., Vinh D.Q., Cuong T.D. and Hien N.D., (2018), Thermodynamic and elastic properties of interstitial alloy FeC with BCC structure at zero pressure.,Advances in Materials Science and Engineering, Vol. 2018, ID 5251741.
  • [25] Hoc N.Q., Hoa N.T., Hien N.D. and Thang D.Q., (2018), Study on nonlinear deformation of binary interstitial alloy with BCC structure under pressure.,HNUE Journal of Science, Natural Sciences, Vol. 63, Iss. 6, pp. 57-65.
  • [26] Tang N. and Hung V.V., (1988), Investigation of the thermodynamic properties of anharmonic crystals by the momentum method, I. General results for face-centered cubic crystals.,Physica Status Solidi (b), Vol. 149, Iss. 2, pp. 511-519.
  • [27] Singh B.N., Huang X., Tähtinen S., Moilanen P., Jacquet P. and Dekeyser J., (2007), Final report on in-reactor uniaxial tensile deformation of pure iron and Fe-Cr alloy,1616(EN),,Riso National Laboratory Technical University of Denmark Roskilde, Denmark, 0106-2840.
  • [28] Esfahani M.N. and Jabbari M., (2020), Molecular Dynamics Simulations of Deformation Mechanisms in the Mechanical Response of Nanoporous Gold.,Materials, Vol. 13, Iss. 9, p. 2071.
  • [29] Duffy T.S., Shen G., Heinz D.L., Shu J., Ma Y., Mao H.K., Hemley R.J. and Singh A.K., (1999), Lattice strains in gold and rhenium under nonhydrostatic compression to 37 GPa,,Physical Review B, Vol. 60, Iss. 22,pp. 15063-15073.
  • [30] Nyilas R.D., Frank S. and Spolenak R., (2010), Revealing plastic deformation mechanisms in polycrystalline thin Films with synchrotron XRD.,JOM, Vol. 62, pp. 44-51.
  • [31] Zhang J., Su C. and Liu Y., (2020), First-principles study of bcc Fe-Cr-Si binary and ternary random alloys f-rom special quasi-random structure.,Physica B: Condensed Matter, Vol.586, ID 412085.
  • [32] Olsson P., Abrikosov I.A., Vitos L. and Wallenius J., (2003), Ab initio formation energies of Fe–Cr alloys.,Journal of Nuclear Materials, Vol. 321, pp. 84-90.
  • [33] Psiachos D., Hammerschmidt T. and Drautz R., (2011), Ab initio study of the modification of elastic properties of α-iron by hydrostatic strain and by hydrogen interstitials.,Acta Materialia, Vol. 59, Iss. 11, pp. 4255-4263.
  • [34] Odkhuu D., Yun W.S. and Hong S.C., (2012,), Electronic origin of the negligible mgnetostriction of an electric steel Fe1-xSix alloy: A density-functional study,,Journal of Applied Physics, Vol.111, Iss. 6, 063911
  • [35] Shibazaki Y., Nishida K., Higo Y., Igarashi M., Tahara M., Sakamaki T., Terasaki H., Shimoyama Y., Kuwabara S., Takubo Y. and Ohtani E., (2016), Compressional and shear wave velocities for polycrystalline bcc-Fe up to 6.3 GPa and 800 K.,American Mineralogist, Vol.101, Iss.5, pp.1150-1160