郭舒
,
陈铮
,
王永欣
,
杨坤
,
卢艳丽
,
张明义
,
陈引平
稀有金属材料与工程
采用三元微观相场模型,对铝含量大于25%(原子分数,下同)与镍含量大于75%(原子分数,下同)的NiAlFe三元合金中反位缺陷NiAl、AlNi随Fe含量变化的规律进行模拟计算,其中NiAl(AlNi)表示Ni(Al)原子占据Al(Ni)格点产生的反位缺陷.结果表明:在一定温度范围内,随着Fe含量的增大,铝含量大于25%的NiAlFe合金中AlNi浓度明显上升,NiAl浓度略有上升,但小于AlNi浓度,相反在镍含量大于75%的NiAlFe合金中NiAl浓度明显上升且远大于AlNi浓度;同一温度下比较铝含量大于25%与镍含量大于75%的NiAlFe合金中反位缺陷受Fe含量影响的程度差异,发现前者的AlNi浓度比后者受Fe含量影响大,而后者的NiAl浓度比前者受Fe含量影响大.此外,反位缺陷NiAl和AlNi浓度随时间的演化规律均是逐渐由初始值降低至平衡值;温度升高促使反位缺陷演化变缓慢以及平衡时浓度增大.
关键词:
微观相场
,
NiAlFe三元合金
,
反位缺陷
张明义
,
王永欣
,
陈铮
,
张静
,
卢艳丽
,
董卫平
稀有金属材料与工程
利用微观相场模型研究了DO22 (Ni3V) 相间有序畴界原子层次的结构及其迁移特征.研究表明:界面的迁移性与界面结构有关.界面的迁移过程中,V原子跃迁至最近邻的Ni格点处并与之交换,原子的跃迁行为具有位置选择性.原子跃迁行为的位置选择性使得界面迁移前后界面结构保持不变.界面迁移过程及其特征可以用过渡界面来表征,每一种可迁移界面都按照自有的原子跃迁模式进行迁移,并且在迁移的过程中只形成一种独特的过渡界面,界面迁移过程中的原子跃迁模式是诱导界面迁移的热力学和动力学最优化路径.
关键词:
微观相场
,
界面迁移,位置选择性,有序畴界
,
DO22(Ni3V)相
卢艳丽
,
陈铮
,
王永欣
,
张静
,
杨坤
稀有金属材料与工程
采用微观弹性相场动力学模型,研究由共格错配产生的弹性畸变能对Ni-Al合金沉淀过程中γ'(Ni3Al)相有序化过程的影响.模拟结果表明,对于不同的沉淀机制,如非经典形核、非经典形核与失稳分解的混合机制及失稳有序化,弹性畸变能均阻碍Al原子在β格点的占位,从而阻碍有序化过程的进行.同一时间步长下,考虑弹性畸变能的合金,其γ'相内浓度和长程序参数曲线的高度和宽度均小于忽略弹性畸变能的合金,曲线分布更加弥散.弹性畸变能改变了γ'相的空间排列及微观形貌,最终形成沿弹性“软方向”择优排列的共格微观组织.
关键词:
有序化
,
弹性畸变能
,
弹性软方向
,
占位几率
,
微观相场法
李永胜
,
陈铮
,
卢艳丽
,
王永欣
,
褚忠
稀有金属材料与工程
利用微观相场动力学模型模拟了Ni-Al-V合金沉淀有序相之间界面的微结构及其演化过程.研究结果表明,L12相之间形成3种类型的畴界结构,界面宽度较小,其中一种界面处Al原子占位几率基本达平衡值.D022相根据投影后[10]和[01]两个不同取向的结合,形成8种类型的畴界结构,相同取向的畴界较宽,不同取向的畴界处V原子占位几率较高.两种不同有序相形成4种类型畴界,由于后析出相在先析出相的界面形核长大,界面处相应原子占位几率达平衡值,两相界面处连续过渡.D022有序相[01]方向形成的界面随沉淀过程进行,由无序变为有序窄界面,之后界面处又发生分解成为无序相.
关键词:
Ni-Al-V合金
,
界面
,
微结构
,
微观相场
,
模拟
陈引平
,
王永欣
,
卢艳丽
,
郭舒
,
杨坤
,
陈铮
稀有金属材料与工程
采用微观相场方法,以Ni75Al15V10合金为例研究了应变能对预析出相的影响.研究发现:合金沉淀早期的应变能影响预析出相L10的析出.无应变能作用时,体系中没有预析出相L10相出现:应变能越大,L10预析出相的孕育期越短,析出量增加,稳定存在时间越长,且体系所析出的L10相的结构特征越明显.应变能较小时,无序基体有些区域先析出L10相,随后所析出的L10相转变为L12相,而在有些区域却直接析出LI2相；当应变能较大时,基体大范围先析出L10相,随后部分L10预析出相溶解,只有未溶解部分最终能转变为L12相.
关键词:
微观相场
,
Ni75Al15V10合金
,
L10预析出相
,
应变能
王永欣
,
孙承才
,
陈铮
,
卢艳丽
稀有金属材料与工程
以Al-Cu-Li-Zr-Ce合金为研究对象,采用半定量分析统计方法,研究其断裂韧性机制,重点讨论时效时间和裂尖应力状态对合金分层开裂机制的影响.结果表明:随时效时间延长,起始区分层开裂特征所占比例越大,韧窝比例越小,甚至出现准解理特征;稳态扩展区,分层开裂为主要开裂机制;近失稳扩展区,分层比例下降,准解理逐渐成为主要断裂特征.随时效时间延长和裂纹扩展,分层厚度减小.分层裂纹的产生及扩展与主裂纹扩展及合金的时效时间有密切的关系.断裂韧性试样断口上分层比例较高时,合金可以获得较高的强度,同时保持相对较高的韧性.
关键词:
Al-Cu-Li-Zr-Ce合金
,
时效时间
,
断裂韧性
,
断裂方式
,
半定量分析
钟汉文
,
陈铮
,
卢艳丽
,
徐聪
,
马瑞
,
孙立岩
稀有金属材料与工程
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.
关键词:
Ni75Cr16.4Al8.6合金
,
标度函数
,
结构函数
,
微观相场
卢艳丽
,
陈铮
,
王永欣
,
李永胜
,
褚忠
稀有金属材料与工程
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.
关键词:
Ni75Cr19Al6.0合金
,
沉淀
,
弹性应变能
,
微观相场
,
模拟
卢艳丽
,
陈铮
,
王永欣
,
杨晗
,
王永彪
稀有金属材料与工程
基于连续相场动力学模型,研究了凝固过程形核、长大及粗化阶段的组织形貌演化,动力学转变,以及粗化过程拓扑转变,分析了形核与长大过程的关系.研究结果表明,形核长大过程中,晶粒体积分数逐渐增大至平衡值,总表面积先增大后减小,体积自由能是形核的驱动力,表面能是形核的阻力.形核伴随着长大,两者是相互重叠相互竞争的两个过程.晶粒生长过程中,边数大于六的晶粒持续长大,而边数少于六的晶粒不断缩小.小晶粒消失机制有:临近切换机制;三边、四边及五边晶粒直接消失机制;四边交叉点分离并最终导致小晶粒消失机制;晶界直接消失机制.模拟结果与实验结果符合较好.
关键词:
多晶材料
,
凝固过程
,
形核长大
,
拓扑转变
,
连续相场
李永胜
,
陈铮
,
王永欣
,
卢艳丽
,
赵宇宏
材料导报
讨论了连续体相场动力学与微观相场动力学理论在描述合金相变方面各自的特点.基于微观相场动力学理论建立的微扩散方程,以原子占位几率和序参数描述合金沉淀过程的原子簇聚和有序化.该模型将三维问题进行二维投影,在倒易空间求解,直观给出原子演化图像,并可描述形核、长大、和粗化在内的全过程.微扩散模型已成功用于二元及三元合金沉淀机制及微观组织的模拟.
关键词:
微观相场动力学
,
微扩散方程
,
合金
,
沉淀
,
模拟
