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γ-TiAl合金凭借其优异的力学性能在微机电系统中表现出了巨大的应用潜力,而室温塑性差的问题依旧制约着其进一步的发展。考虑到纳米尺度下材料的力学性能与宏观材料存在较大差异,且鉴于单晶材料的各向异性以及实际工程应用中材料往往存在着缺陷等因素,本文基于分子动力学方法对不同晶面以及含孔洞的γ-TiAl进行了纳米压痕研究,揭示了室温下晶向与孔洞对γ-TiAl变形行为与力学性能的影响。本文的主要研究内容如下:室温下不同晶面γ-TiAl的纳米压痕研究:模拟了300 K下(100)面、((?)10)面与(111)面γ-TiAl的纳米压痕过程,得到了不同晶面下的载荷-深度曲线与压痕过程中的缺陷演化行为,计算了硬度与弹性模量,分析了不同试件压痕过程中的应变能、势能与温度的变化。结果表明:由于位错在第一次载荷下降前形核,γ-TiAl发生初始塑性变形时载荷-深度曲线上没有出现pop-in现象,而位错的运动与湮灭导致((?)10)试件与(111)试件的卸载曲线出现了小波峰;在压痕过程中,所有试件生成了外禀层错、空位与孪晶界,(100)试件生成了间隙原子,(111)试件生成了层错四面体,而((?)10)试件与(111)试件生成了位错环,且边界条件会影响位错环的运动;发现(111)试件的临界载荷、弹性模量、硬度、应变能以及势能均最大,而(100)试件的这些力学参量最小;此外,晶向对压痕过程中的温度变化影响不大。室温下含孔洞γ-TiAl的纳米压痕研究:在理想的(100)面试件中预制了球形孔洞并改变孔洞的位置与尺寸,模拟了300 K下含孔洞试件的纳米压痕过程,分析了压痕过程中孔洞与其他缺陷的演化行为,讨论了不同试件的载荷-深度曲线、硬度与弹性模量,研究了不同试件压痕过程中的应变能、势能与温度的变化趋势,并与理想试件所得结果进行对比。结果表明:含孔洞γ-TiAl发生初始塑性变形时载荷-深度曲线上也没有出现pop-in现象,但含孔洞试件的载荷低于理想试件;压痕过程中,含孔洞试件均生成了位错环,而d=20?试件生成了孪晶界,r=14?试件生成了外禀层错;孔洞离试件上表面越近、尺寸越大,其越容易坍塌并湮灭,试件越早发生塑性变形,试件的硬度与弹性模量越小;孔洞会使压痕过程中的势能与应变能减小,孔洞离试件上表面越近,应变能减小的越早,而孔洞坍塌过程中的势能越大;孔洞尺寸越大,压痕过程中的整体势能越小,应变能减小越早且减小量越大;此外,孔洞对压痕过程中温度变化的影响可以忽略。