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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 6/2013

01.06.2013

An Atomistic-Based Hierarchical Multiscale Examination of Age Hardening in an Al-Cu Alloy

verfasst von: Chandra Veer Singh, Derek H. Warner

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 6/2013

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Abstract

A large class of modern structural alloys derives its strength from precipitation hardening. Precipitates obstruct the motion of dislocations and thereby increase alloy strength. This paper examines the process using an atomistic-based hierarchical multiscale modeling framework. Atomistic modeling is employed to (1) compute solute-dislocation interaction energies for input into a semi-analytic solute hardening model and (2) evaluate precipitate strengths for use in dislocation line tension simulations. The precipitate microstructure in the dislocation line tension simulations is obtained from simple analytic precipitation kinetics relations. Fitting only the rate constants in the precipitation kinetics model, the macroscopic strength predictions of the hierarchical multiscale model are found to correspond reasonably well with experiments. By analyzing the potential sources of discrepancy between the model’s macroscopic predictions and experiments, this work illuminates the importance of specific atomic-scale processes and highlights important challenges that remain before truly predictive mechanism-based plasticity modeling can be realized.

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Fußnoten
1
Note that while H v is usually measured in kgf/mm2, σy is in MPa. Therefore, one needs to divide the right hand side of Eq. [5] by g = 9.807 to get hardness in the units of Vicker’s Pyramid Number (VPN).
 
2
We refer the interested reader to Nguyen et al.[89] for insight into the origin and significance of these assumptions.
 
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Metadaten
Titel
An Atomistic-Based Hierarchical Multiscale Examination of Age Hardening in an Al-Cu Alloy
verfasst von
Chandra Veer Singh
Derek H. Warner
Publikationsdatum
01.06.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 6/2013
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-013-1614-1

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