Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 3 2018 100 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ поверхностные свойства, а также энергетические параметры дефектов моделируемой системы. Уравнения движения интегрировались с шагом по времени Δ t = 0,001 пс. Полное число атомов моделируемой системы превышало 1,5 млн. Визуализация и анализ структуры проводил- ся с использованием программы OVITO [20]. Для изучения внутренней структуры применял- ся метод анализа ближайших соседей (common neighbor analysis – CNA) [21] и алгоритм извле- чения дислокаций (dislocation extraction algo- rithm – DEA) [22]. Первый метод по координа- там ближайших соседей позволяет определить тип кристаллической структуры (ОЦК, ГЦК, ГПУ), в узле которой расположен атом, а второй обнаруживает дислокации определенного вида в кристаллах. Пример использования CNA анали- за продемонстрирован на рис. 1, б . Результаты и их обсуждение Моделирование локального сдвигового нагружения монокристалла Анализ структуры моделируемого фрагмен- та в различные моменты времени позволил вы- явить процессы формирования дефектов струк- туры, которые зарождаются в области контакта индентора с поверхностью материала, а затем по мере продвижения индентора распространяют- ся из поверхностного слоя в объем кристаллита. На рис. 2 показана конфигурация поверхностных атомов нагружаемого монокристалла и его вну- тренняя структура в различные моменты времени. Рис. 2, а и б соответствуют начальной стадии про- цесса обработки поверхности, а рис. 2, в и г – его завершению после однократного прохода инден- Рис. 2. Изображение рельефа свободной поверхности моделируемого фрагмента α-железа ( а , в ) и дислокационная структура образца в различные моменты времени (зеленым отмечены дислокации типа 1/2<111>, фиолетовым – <100>) ( б , г ) Fig. 2 . An image of the free surface relief of the simulated α-iron fragment ( а , в ) and the dislocation structure of the sample over time (green marked dislocations type 1/2 <111>, purple – <100>) ( б , г ) t = 1 нс t = 1 нс а б t = 3.9 нс t = 3.9 нс в г