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GH742合金中γ'相粗化动力学研究

李红宇 , 左玲立 , 宋西平 , 王艳丽 , 陈国良

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.08.002

采用场发射扫描电镜观察和定量金相分析等方法,研究了GH742合金在900,950,1050℃时效时,基体中γ'相的粗化规律.结果表明:合金在一定温度时效时,基体中初期析出的高密度细小γ'相随时效时间延长逐渐长大为低密度粗大γ'相,即发生Ostwald熟化;在1050℃时效2880min后γ'相形貌出现方化并沿一定方向排列;合金在时效过程中γ'相长大规律符合传统的LSW理论,并且随时效温度增高,γ'相粗化速率增加;用作图法得出了GH742合金中γ'相粗化激活能为(289.53±1.48)kJ/mol,这同Al,Ti等元素在Ni中的扩散激活能相当,说明GH742合金中γ'相的长大粗化主要由Al,Ti等元素在Ni基体中的扩散所控制.

关键词: 高温合金 , γ'相 , 粗化动力学 , 激活能

三维相场法模拟弹性能作用下Ni基合金γ'相颗粒的粗化动力学

周广钊 , 王永欣 , 陈铮

稀有金属材料与工程

基于三维相场模型,研究了弹性能对γ'相颗粒形貌、取向和多颗粒合并行为的影响,以及沉淀相体积分数对γ'相颗粒数目、平均尺寸和尺寸分布的影响.结果表明:弹性能作用下γ'颗粒形貌为立方体形或者长方体形,且沿<100>弹性软方向分布.弹性能对同相多颗粒合并行为的影响主要取决于与颗粒分布、尺寸及畴界间距等有关的弹性交互作用.随着沉淀相体积分数的增加,颗粒数目先增加至最大值后减少,颗粒平均尺寸逐渐增加.

关键词: 三维相场法 , 粗化动力学 , 弹性能 , Ni基合金

高Co-Ni二次硬化钢的设计准则与时效工艺分析

王晨充 , 张弛 , 杨志刚 , 苏杰 , 翁宇庆

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00167

通过对已有高Co-Ni二次硬化钢实验结果的分析,提出了基于纳米级奥氏体层的相变诱导塑性(TRIP)效应和纳米级M₂C碳化物析出的强韧化机理,并根据AerMet100钢大量已有的实验数据,建立了综合考虑奥氏体相变摩尔体积增量、奥氏体层稳定性、奥氏体层厚度、奥氏体平衡含量、M₂C尺寸、M₂C平衡含量、成本控制等多个因素的设计准则。通过控制时效工艺,将高Co-Ni二次硬化钢中的M₂C相尺寸控制在1~5 nm,奥氏体层厚度控制在10~20 nm。M₂C和奥氏体的平衡含量被分别控制在19.5%和3.8%。根据设计准则分析了新型高Co-Ni二次硬化钢M54的时效工艺制度,模拟设计结果与显微组织实验观察结果基本吻合。设计得到的新型高Co-Ni二次硬化钢具有较好的强度(2021 MPa)和韧性(115 MPam^1/2)。

关键词: 奥氏体层 , M2C析出相 , 粗化动力学 , 时效工艺

相场法模拟弹性应变能对Ti-Al-Nb合金α2→ O相变粗化动力学的影响

周广钊 , 王永欣 , 陈铮

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00704

采用相场方法模拟了Ti-Al-Nb合金α2→O相转变,探讨了有无外力场作用下弹性应变能对O相颗粒形貌、取向、数目、体积分数及平均尺寸的影响.结果表明:在弹性应变能作用下,颗粒形貌为长方块状,且沿弹性软方向分布；无外力场时,弹性应变能越大,沉淀相越易形核,稳定时颗粒数目越多,体积分数及平均尺寸越小；在外力场作用下,取向有利的变体优先长大,取向不利的变体长大受到抑制；在较小压应力作用下,沉淀相易于形核,稳定时颗粒数目增多,体积分数减小；在拉应力或较大压应力作用下,应力越大,越难于形核,稳定时颗粒数目越少,体积分数越大.

关键词: 弹性应变能 , Ti-Al-Nb合金 , α2→O相变 , 粗化动力学 , 相场法

相场法研究含第二相颗粒多晶体系的晶粒粗化标度律

赵彦 , 张洪宇 , 韦华 , 郑启 , 金涛 , 孙晓峰

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00164

利用相场法研究了第二相颗粒体积分数对多晶体系晶粒粗化标度律的影响.结果表明:随着第二相颗粒体积分数增加,晶粒生长阻力增大,晶粒平均半径Ra随时间t的演化关系偏离t=ARam+B非线性关系,且动力学指数m随第二相颗粒体积分数增加而增大.在晶粒粗化阶段,无论第二相颗粒是否存在,及第二相颗粒体积分数的大小,系统均满足标度律.随着第二相颗粒体积分数增加,系统结构因子曲线的峰值逐渐降低,且当波矢k值增大到某一值后,系统结构因子曲线基本重合；随着第二相颗粒体积分数增加,系统标度函数峰值降低,峰宽变宽.在较大的k值情况下,同一k值对应的标度函数值随第二相颗粒体积分数的增加而增大.由结构因子和标度函数可知,第二相颗粒体积分数增加,晶粒间的相互作用减弱,晶粒粗化过程中的尺寸均匀性将更好.

关键词: 相场方法 , 粗化动力学 , 结构函数 , 标度律

相场法模拟弹性应变能对Ti-Al-Nb合金 α₂→ O相变粗化动力学的影响

周广钊 , 王永欣 , 陈铮

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00704

采用相场方法模拟了Ti-Al-Nb合金α₂→ O相转变, 探讨了有无外力场作用下弹性应变能对O相颗粒形貌、取向、数目、体积分数及平均尺寸的影响. 结果表明: 在弹性应变能作用下, 颗粒形貌为长方块状, 且沿弹性软方向分布; 无外力场时, 弹性应变能越大, 沉淀相越易形核, 稳定时颗粒数目越多, 体积分数及平均尺寸越小; 在外力场作用下, 取向有利的变体优先长大, 取向不利的变体长大受到抑制; 在较小压应力作用下, 沉淀相易于形核, 稳定时颗粒数目增多, 体积分数减小; 在拉应力或较大压应力作用下, 应力越大, 越难于形核, 稳定时颗粒数目越少, 体积分数越大.

关键词: 弹性应变能 , Ti-Al-Nb alloy , α₂→O phase transformation , coarsening dynamics , phase-field method

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