Ni75Al10Cr15合金预时效温度影响的微观相场模拟

采用微观相场方法,模拟了Ni75Al10Cr15合金分级时效中预时效温度的影响.结果表明:预时效温度较低时,L12相以非经典形核长大机制形成,DO22 相以失稳分解机制形成,获得比较弥散均匀的沉淀相组织,两相尺度差异不大.随着预时效温度升高,L12相首先以失稳分解机制形成,随后DO22相在L12相的相界处以形核长大机制形成,两相尺度差异较大,L12相比DO22相粗大.预时效温度升高,L12相和DO22沉淀孕育期变长,颗粒密度减小.     

Ni75Al5.5V19.5合金沉淀行为的微观相场模拟

利用微观相场方法模拟了Ni75Al5.5V19.5合金两种有序相D022和L12随温度变化时的不同沉淀过程.发现过冷度在相变驱动力中处于主导地位.高温下D022相首先析出,之后L1 2相在D022相和无序相的界面以及D022相形成的界面处析出,L1 2相长大时同时向无序基体和D022相推移;低温下L1 2相先析出,D022相在L1 2相的界面处形核长大,同时L1 2相通过失稳分解由非化学计量相向平衡相转变,其尺寸减小.该合金最终两相体积分数同时达到平衡并基本相等.随温度降低,L1 2相由高温时的非经典形核与失稳分解的混合机制向低温时的失稳分解转变;D022相的沉淀机制由非经典形核与失稳分解的混合机制向低温时的非经典形核转变.     

Ni-Al-Cr合金时效组织演变行为的计算机模拟

利用三元微观相场动力学模型,结合原子图像、序参数和体积分数等手段模拟研究了Ni75Al9Cr16合金在973 K下的时效行为.结果表明,合金沉淀过程中析出DO22和L12两种有序相.DO22相的早期沉淀机制为失稳分解,L12相的早期沉淀机制为非经典形核长大.DO22相首先从无序固溶体中析出,随后L12相在DO22相的畴界处析出.平衡时,获得的DO22相体积分数略小于L12相的体积分数.     

Ni-Cr-Al合金中D022相和L12相沉淀过程微观相场模拟

基于微观相场动力学模型和微观弹性理论,对Ni75Cr19Al6.0合金的沉淀过程进行了研究.结果表明,合金沉淀初期,DD22相以失稳分解机制从无序基体中析出,L12相以非经典形核长大机制析出,两相均呈现不规则形状且随机分布.共格沉淀相和母相之间的点阵错配度引起的弹性场对沉淀过程产生明显影响,D022相和L12相在沉淀后期表现出强烈的各向异性特征,其形貌均转变为长方块状,沿弹性"软"方向([100]和[001])规则分布,沉淀后期在基体中形成高度择优取向的微观组织.粗化过程中,D022相和L12相的平均半径的立方与时效时间整体上并不满足线性关系,弹性约束系统中的长大规律发生变化.     

温度对Ni-Cr-Al合金中Cr原子替代规律的影响

利用微观相场动力学模型,模拟研究温度对Ni-12at%Cr-14.5at%Al合金沉淀过程中Cr原子的替代规律。在873～1173K范围内,随着温度的提高,合金沉淀机制由等成分有序化+失稳分解转化为非经典形核机制,沉淀孕育期逐渐延长;L12相体积分数增加,而D022相体积分数减少,在1173K时,D022相消失,最终形成单一的L12相。     

Ni-Cr-Al合金有序化早期原子尺度的模拟

基于三元体系的离散格点的微观相场模型，模拟研究温度1123K时三元合金Ni—Cr-Al有序化早期过程，通过研究沉淀过程原子图像和序参数曲线的演化，发现低饱和度合金Ni-15at．％Cr-10．5at．％Al沉淀机制为非经典形核长大，沉淀过程包括D022有序相的形核长大，Ll2有序相的形核和D022有序相向Ll2有序相的转化3个阶段。由于Cr原子替代Al原子位置，在Ll2有序相内两种原子占位几率接近，形成Ni3（CrxAl1-x）结构的Ll2有序相，并且与D022有序相共存。高饱和度合金沉淀机制为等成分有序化和失稳分解混合机制，并且有序化和簇聚过程比低饱和度合金提前。     

低Al含量Ni-Cr-Al合金有序化及相边界演化的数值模拟

基于三元微观相场模型,模拟研究了873K时低Al含量三元合金Ni-Cr-Al有序化及相边界演化过程。研究发现,合金Ni-11Cr-7Al(原了百分数,下同)沉淀机制为非经典形核长大,沉淀过程中L12有序相伴随着DO22有序相的形核长大,同时,部分DO22有序相向L12有序相转化。由于Cr原子替代Al原子位置,在L12有序相内两种原子占位几率接近,形成Ni3(CrxAl1-x)结构的L12有序相,并且与DO22有序相共存。     

双级复相Ni3Al-Ni3V合金时效过程的微观相场模拟

利用微观相场法模拟了新型Ni3Al(L12)-Ni3V(D022)双级复相金属间化合物合金的时效过程。结果表明:高温(1370 K)时效阶段形成上级结构L12+A1(Ni基固溶体),尺度为微米级;共析温度以下(1200 K)时效阶段形成下级结构L12+D022,尺度为亚微米级,两级时效处理后形成L12+(L12+D022)双级复相微观结构。低温时效阶段,在D022相析出所产生的弹性势作用下,D022/L12相界面由{001}转向{011},{011/2}型界面在时效末期数量占优,最终下级复相组织中的D022相与L12相呈层状相间分布。     

Ni-Al-Cr合金分级时效的微观相场模拟

基于三元体系的微观相场动力学模型,从原子层次上模拟了Ni-11at%Al-7at%Cr合金在873 K预时效,1023 K再时效的组织演化过程,结合原子图像,计算了有序相内序参数分布和体积分数随时间的变化,并与1023 K下的单级时效工艺进行了对比.研究结果表明:两种工艺条件下. 均析出单一的LI2结构有序相,分级时效的沉淀机制为非经典形核长大与失稳分解的混合机制;单级时效的沉淀机制为失稳分解机制:分级时效获得的沉淀相呈45°方向倾斜排列的弥散颗粒状,单级时效获得的沉淀相呈45°方向倾斜的条纹状;分级时效工艺下孕育期缩短,达到平衡时,二者的体积分数相等.     

Ni_(75)Al_(12)Cr_(13)合金900K下沉淀行为微观相场模拟北大核心CSCD

基于三元微观相场动力学模型,结合原子图像、序参数和体积分数等手段,模拟了Ni_(75)Al_(12)Cr_(13)合金在900 K下的沉淀行为。结果表明:合金沉淀过程中析出L_(12)和DO_(22)两种有序相;L_(12)相的早期沉淀机制为失稳分解,DO22相的早期沉淀机制为非经典形核和失稳分解的混合机制;L_(12)相首先从无序固溶体中析出,随后DO_(22)相在L_(12)相的畴界处析出;平衡时,获得的L_(12)相的体积分数大于DO_(22)相体积分数。     

四近邻对势对Ni75Al5V20合金沉淀机制影响的 微观相场模拟

利用微观相场动力学模型,研究了4近邻对势对Ni75Al5V20合金沉淀机制的影响.结果表明,不改变4近邻对势,DO22相和Ll2相沉淀机制均为失稳分解与非经典形核混合型机制.随Ni-Al4近邻对势V4Ni-Al向负值方向绝对值增大,Ll2相沉淀机制转变为失稳分解.随Ni-V4近邻对势V4Ni-V增大,DO22相沉淀机制转变为失稳分解,Ll2相转变为非经典形核机制,Ll2相中的Al浓度平衡值增大.随Al-V 4近邻对势V4Al-V向负值方向绝对值增大,对沉淀机制的影响趋势与V4Al-V增大类似;随V4Al-V向正值方向增大,与V4Al-V减小的影响类似.     

Al-Zr中间合金热处理过程的微观相场模拟

利用微观相场方法对3种不同成分的Al-Zr合金的时效过程进行计算机模拟.结果显示:Al-3at%Zr、Al-6at%Zr和Al-15at%Zr3种合金时效过程中形成的Ll<,2>结构的Al<,3>Zr有序相的沉淀机制分别为失稳分解机制、失稳分解加非经典形核混合机制、非经典形核机制:有序相形成经历的过程为过饱和固溶体→G.P.区→非化学计量比有序相一化学计量比有序相,开始阶段形成的G.P.区中,一些尺寸和浓度较小的区域随着演化的进行逐渐溶解消失,一些尺寸和浓度较大的则进一步长大有序化并最终形成化学计量比有序相.     

Ni_(75)Al_(12)Cr_(13)合金900K下沉淀行为微观相场模拟

基于三元微观相场动力学模型,结合原子图像、序参数和体积分数等手段,模拟了Ni_(75)Al_(12)Cr_(13)合金在900 K下的沉淀行为。结果表明:合金沉淀过程中析出L_(12)和DO_(22)两种有序相;L_(12)相的早期沉淀机制为失稳分解,DO22相的早期沉淀机制为非经典形核和失稳分解的混合机制;L_(12)相首先从无序固溶体中析出,随后DO_(22)相在L_(12)相的畴界处析出;平衡时,获得的L_(12)相的体积分数大于DO_(22)相体积分数。     

温度对Ni-Al-Fe合金早期沉淀过程的影响

采用三元微观相场动力学模型，模拟研究了973，1173，1253K时效温度下，Ni75Al15Fe10合金中γ’相的早期沉淀过程。通过对该合金原子显微形貌，长程序参数和浓度及Fe原子在不同格点占位分数随时间演化的模拟计算分析得出：随着温度的升高，Ni75Al15Fe10合金的沉淀机制由等成分有序化兼失稳分解机制向非经典形核长大机制过渡；γ’相沉淀析出的孕育期变长；Fe原子在B格点的占位越来越困难，占位几率降低；合金沉淀析出的γ’相为单一Ll2结构的Ni3（AlFe）复合相。     

钒浓度与Ni75Al25-xVx合金形核孕育期的相关性研究

基于微观相场动力学模型,用原子形貌演化图、平均序参数等研究钒(V)原子浓度与Ni75Al25-xVx合金沉淀析出L12相和D022相的形核孕育期的相关性.结果表明,若V元素的浓度在不同区间变化,则Ni75Al25-xVx合金沉淀析出L12和D022两相的孕育期也发生变化,两者呈现完全不同的相关性:当9.0≤x＜19.7时,两相的孕育期与V浓度呈正相关性,且D022相的孕育期长于L12相的孕育期;当19.7＜x≤23.0时,两相的孕育期与V浓度呈负相关,且L12相的孕育期长于D022的孕育期;当x=19.7时,两相的孕育期几乎一样长.     

相场法预测低铝合金Ni75AlxV25-x的早期沉淀过程

采用微观相场模型,通过分析原子图像、有序相内序参数分布及有序相体积分数随时间的变化,在原子尺度对低Al浓度Ni75AlxV25-x合金的早期沉淀动力学进行了计算机预测．研究发现该合金沉淀过程中,析出D022结构的θ(Ni3V)相和L12结构的γ‘(Ni3Al)相,二者构成伪二元系;θ相先于γ‘析出,θ相的沉淀机制为等成分有序化 失稳分解,γ‘在θ相的相界处非经典形核,二者均先形成非化学计量比有序相,之后向化学计量比有序相转变;随Al浓度增加,θ相析出变慢,所占比例减少,而γ’相反之,析出越来越早且所占比例增加。     

微弹性微观相场研究不同时效过程下L12和D022的原子占位

用包含弹性应变能的微观相场法研究L12-Ni3Al相和D022-Ni3V相在1000 K,1200 K单温度时效及1000 K和1200 K交变温度下时效的原子占位.研究表明:从1000 K单温度时效经由交变温度时效至1200 K单温度时效过程中,L12相中的正位原子NiNi和AlAl及D022相中的正位原子NiNi和VV的占位几率随时间延长而下降,两种结构中的反位缺陷NiAl,NiV,VNi和AlNi及替代缺陷AlNi,AlV和VNi的占位几率却随时间延长而上升.平衡时的L12相中的NiNi占位几率大于D022相中的NiNi,L12相中的AlAl占位几率小于D022相中的VV,反位缺陷和替代原子在L12相中的占位几率均大于D022相.在交变时效下,原子占位几率的时间演化曲线呈"长城"状,曲线顶点的占位几率值小于相应的单温度时效下的平衡值,但是曲线谷值大于相应的单温度时效下的平衡值.     

Ni-Cr-Al合金中间处理过程的微观相场模拟

基于微观相场模型，模拟研究中间处理＋时效处理（1273K＋1073K）工艺对Ni-15．5％Al-10．5％Cr（原子分数，下同）合金沉淀机制和有序相体积分数的影响。研究发现：经过中间处理，合金沉淀机制为非经典形核长大；而单级时效时，沉淀机制为等成分有序化＋失稳分解混合机制。中间处理可得到尺寸较大的沉淀强化相γ-相，有序相体积分数和平均长程序参数有所提高，孕育期比单级时效延长。     

微观相场法研究镍基合金沉淀相间作用的定向粗化机制

采用微观相场法研究Ni-Al-V合金中由长周期沉淀相各向异性生长所引起的定向粗化机制以及沉淀过程对有序相的不同作用.结果表明:DO22相主要沿着其短轴方向粗化,挤压相邻的L12相并导致原子间的相互作用,使其与基体间的错配发生变化,并在特定方向上释放出配错能,形成Al原子的扩散通道,引起其原子占位在空间上的各向异性,最终导致L12相定向粗化.随着时效温度的升高,两相的析出滞后,而DO22相在较高温度的滞后更为显著;Al和V的平均占位几率降低,且Al降低得较多.     

循环时效对Ni_(75)Al_(7.5)V_(17.5)合金微观组织的影响

基于微观相场动力学模型,研究了Ni75Al7.5V17.5合金循环时效过程的沉淀相形貌演化,并与单级时效过程进行了比较.发现DO22相的溶解度随温度变化较L12相大:通过循环时效可以使粗大细长的L12相发生分断,从而达到细化沉淀颗粒的目的,使不规则的L12相发生球化;还分析了发生分断和球化的原因.