Ni75CrxAl25-x合金原子替代行为的微观相场模拟

利用微观相场动力学模型模拟研究873 K时Ni75CrxAl25-x合金中Cr原子的替代规律。在合金沉淀过程中,Cr原子部分替代Al原子格点形成L12结构的γ′相（Ni3Al1-xCrx）。Cr原子在L12相内的占位几率极限值较小,当Cr含量超过3%时,L12相内Cr原子的浓度接近饱和值。在L12相的有序畴界处,Cr原子完全取代Al原子位置,形成稳定的Ni3Cr相（D022结构）。该合金最终沉淀产物为Ni3Al-Ni3Cr混合相。     

Ni75Al25-xFex合金中γ′相原子占位的微观相场模拟

采用三元微观离散格点形式的相场模型,对Ni75Al25-xFex合金γ′相的原子占位、浓度和长程序参数等进行了模拟计算。结果表明：γ′相沉淀析出为等成分有序化兼失稳分解机制;在γ′相内,随Fe含量的增加,Fe原子在β位的占位呈明显的上升趋势,Al原子反之,且发现有少量Ni原子占据β位。另一方面,在α格点,Fe原子的占位只呈现略微的增长,Al原子几乎不变,而Ni原子则略微下降;β位主要由Al,Fe原子共同占据,形成的γ′相是Ni3（AlFe）单相。     

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。     

Ni75AlxV25-x合金沉淀相粗化行为的微观相场模拟

基于共格应变的微观弹性理论和微观相场动力学模型,模拟了Ni75AlxV25-x合金沉淀过程的组织演化和粗化行为．结果表明：两种沉淀相颗粒在粗化阶段均表现出明显的取向性．θ相（Ni3V）沿[100]方向的生长趋势明显超过[001]方向,γ’相（Ni3Al）沿（001）方向排列．二相析出顺序与Al含量有关,先析出相的长大和粗化两个阶段比较分明,后析出相的长大和粗化过程同时进行．两种有序相发生粗化以相邻颗粒碰撞并融合为较大颗粒的方式进行．不同浓度的合金两相析出先后顺序及体积分数不同,但最终形貌基本一致,两相均呈长方块状分布,并且具有（001）θ‖{100}γ＇的取向关系．     

交变温度场下Ni75AlxV25-x合金筏化的微观相场模拟

基于三元体系的微观相场动力学模型,研究了交变温度场下Ni75AlxV25-x合金组织的筏化现象以及温度、成分改变时各相体积分数的变化。结果表明：交变温度下DO22有序相具有显著筏化趋势;Al含量较高时,L12有序相在弹性软方向上具有明显的筏化现象;当交变高温温度一定时,与恒定温度场时效后的合金相比,L12有序相的体积分数平衡值稍高,随着时效的进行和交变高温温度的升高,L12有序相的体积分数平衡值呈现缓慢升高的趋势     

合金微结构的微观相场法模拟

基于相场法理论,详细介绍了二元及三元合金体系的微观相场法动力学模型。指出了在微结构模拟研究方面,微观相场动力学模型具有的独特优越性:该模型可基于原子层面研究合金的沉淀机制;获得清晰、直观的原子显微形貌;描绘出合金的有序化、成分簇聚等过程,并能清晰地模拟出三元合金中原子的替代规律。同时,阐述了相场法在二元、三元合金微结构模拟研究中的应用和发展。     

合金微结构的微观相场法模拟

摘 基于相场法理论，详细介绍了二元及三元合金体系的微观相场法动力学模型。指出了在微结构模拟研究方面，微观相场动力学模型具有的独特优越性：该模型可基于原子层面研究合金的沉淀机制：获得清晰、直观的原子显微形貌；描绘出合金的有序化、成分簇聚等过程，并能清晰地模拟出三元合金中原子的替代规律。同时，阐述了相场法在二元、三元合金微结构模拟研究中的应用和发展。     

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.     

Ni75Al25-xFex合金中γ'相原子占位的微观相场模拟

采用三元微观离散格点形式的相场模型,对Ni75Al25-xFex合金γ'相的原子占位、浓度和长程序参数等进行了模拟计算.结果表明:γ'相沉淀析出为等成分有序化兼失稳分解机制;在γ'相内,随Fe含量的增加,Fe原子在β位的占位呈明显的上升趋势,Al原子反之,且发现有少量Ni原子占据β位.另一方面,在α格点,Fe原子的占位只呈现略微的增长,Al原子几乎不变,而Ni原子则略微下降:β位主要由Al,Fe原子共同占据,形成的γ'相是Ni3(AlFe)单相.     

外层对势对Ni75Al15Cr10合金Cr替代行为影响的微观相场研究

通过微观相场方法研究了Ni75Al15Cr10合金第三,四层原子间对势对γ'相中Cr原子替代行为的影响.结果表明:从γ'相的Al、Cr原子长程序参数的演化可以看出,Cr的长程有序度小于1,Cr原子对Al,Ni均有替代,且第三层与第四层原子间对势对Cr原子在γ'相中的饱和溶解度趋势的影响相反.而第三层Ni-Al、Ni-Cr对势增大,使Cr占据α亚格点位置的几率减小,β格点位置的几率增大,第四层Ni-Al、Ni-Cr对势的作用与之相反,而Al-Cr第三层对势的增大使Cr占据2种亚格点位置的几率均有所增大,第四层Al-Cr对势的增大使Cr占据α格点位置的几率减小,占据β格点位置的几率增大.     

Ni75Cr16.4Al8.6合金粗化过程标度行为的微观相场研究

基于微观相场模型,研究Ni75Cr16.4Al8.6的粗化后期演化过程。结果表明：L12相和DO22相的标度函数曲线图表明合金沉淀在粗化阶段均表现出标度行为,不加应变能时DO22相结构函数因子和标度函数峰值均大于L12相;加入应变能后,两相的结构函数因子和标度函数的峰值均变小,反映了应变能对两相沉淀粗化过程的阻碍影响;相对于L12相,DO22相减小幅度更大,L12相结构函数因子和标度函数峰值大于DO22相,应变能对DO22相的阻碍作用更大。     

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。     

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.     

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。     

原子间相互作用能对Ni75AlxV25-x合金孕育期

基于微观相场动力学模型,研究原子间相互作用能对Ni_(75)Al_xV_(25-x)合金孕育期的影响.根据Khachaturyan所给的占位几率公式进一步得到了长程序参数的求值公式.结果表明,先析出相为DO_(22)时,Ni-Al最近邻原子间作用能V_(Ni-Al)增大,L1_2相的孕育期缩短,DO_(22)相的孕育期变化不明显;Ni-V最近邻原子间作用能V_(Ni-v)增大,L1_2相和DO_(22)相的孕育期均缩短.先析出相为L1_2相时,V_(Ni-Al)增大,L1_2相和DO_(22)相孕育期均缩短;V_(Ni-v)增大,L1_2相孕育期变化不明显,DO_(22)相的孕育期缩短.