电磁场促进原子迁移的动力学机理研究及模拟验证数据集

随着高端装备向大型化、轻量化与极端环境服役方向的迅速推进，传统钢铁材料在强度-韧性匹配、损伤容限及耐磨性等方面面临愈发严苛的挑战。过去数十年，冶金学者普遍采用合金化、控轧控冷及后续热处理等手段优化微观组织，但受限于热力学平衡与动力学瓶颈，组织细化、缺陷控制及残余应力消除往往顾此失彼，难以在低成本、短流程前提下实现多性能协同提升。近年来，电磁场处理作为一种瞬时、可局域化的新型能量注入技术，逐渐引起学术界与工业界的广泛关注。大量实验已证实，电磁场可削减材料缺陷、促进位错运动、调控奥氏体相变与晶界分布，并在降低残余应力、提高断裂韧性和耐磨性能方面展现出显著效益。然而，现有研究多聚焦于宏观性能与组织形貌的定性关联，对于电磁场如何降低原子扩散激活能、如何耦合应力-磁场-温度场实现缺陷密度定向演化等核心科学问题，仍缺乏系统、定量的机理解析。鉴于此，本数据集聚焦航空关键构件材料，综合采用原位TEM、高分辨EBSD、多尺度力学谱测试与大规模分子动力学模拟，系统揭示电磁场驱动金属中原子迁移的动力学路径，建立原子迁移与组织演变的关联模型，发现电磁场可显著促进原子迁移、晶格重排与结构有序化。研究结果不仅丰富了外场调控原子扩散理论，也为航空轴承及钛合金构件的电磁场制造提供理论指导与数据支撑，有望加速电磁场制造新技术的落地与产业化应用。