شبیه‌سازی دینامیک مولکولی تأثیر نیکل، کروم و پارامترهای ساختاری بر مشخصات تنش-کرنش آلیاژ آهن-نیکل-کروم در دماهای مختلف

Abstract

فولاد ضدزنگ آستنیتی بخاطر خواص مکانیکی و مقاومت عالی در مقابل خوردگی در حضور آب و بخارآب، بطور گسترده‌ای در ساخت مخزن راکتور‌های هسته‌ای تحت‌فشاراستفاده می‌شوند. عناصر غالب در آلیاژهای آستنیتی، آهن، نیکل و کروم می‌باشند. در این پژوهش، نقش نیکل و کروم و همچنین پارامترهای ساختاری آلیاژ بر رفتار تنش-کرنش آلیاژهای دوتایی آهن-نیکل، آهن-کروم و سه‌تایی آهن-نیکل-کروم در دماهای مختلف با استفاده از دینامیک مولکولی و با دو هنگرد دما- فشار ثابت و دما-حجم ثابت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که استفاده از هنگرد دما-حجم ثابت منجر به نتایجی با خطای زیر 10 درصد نسبت به داده‌های تجربی می‌شود. منحنی‌های تنش-کرنش آلیاژهای دوتایی آهن-کروم، آهن-نیکل و سه‌تایی آهن-نیکل-کروم با مقادیر مختلف نیکل و کروم دلالت بر این دارد که افزایش مقدار نیکل و کروم باعث کاهش مدول یانگ می‌شود. این نتایج همچنین نشان می‌دهند که با افزایش مقدار کروم مقدار تنش تسلیم ماده کاهش پیدا می‌کند درحالی‌که با افزایش مقدار نیکل مقدار تنش تسلیم افزایش می‌یابد. شبیه‌سازی‌های اثر اندازه جعبه شبیه-سازی، آهنگ کرنش و افزایش دما بر رفتار تنش-کرنش، مدول یانگ و تنش تسلیم نیز مورد مطالعه قرار گرفت.

Keywords

• دینامیک مولکولی
• آلیاژهای آستنیتی آهن
• نیکل و کروم
• منحنی‌های تنش-کرنش
• مدول یانگ
• تنش تسلیم