Ni_(75)Al(14)Mo_(11)合金早期沉淀过程的微观相场法模拟（英文）

采用微观相场动力学模型研究不同温度下Ni_(75)Al_(14)Mo_(11)合金的早期沉淀过程,研究合金的微观结构、Ll_0相的析出时间以及3种原子的占位概率。结果表明:沉淀过程中析出Ll_0非化学计量比有序相,Ll_0相有Ⅰ型和Ⅱ型2种结构,随着温度的增加,Ll_0相析出的时间提前。在沉淀的过程,Ⅱ型Ll_0结构的析出时间比Ⅰ型Ll_0结构的析出时间早。温度升高缩短了Ll_0相的形成时间,使Ll0相有序度更高;温度越低,Ll_0相向L1_2相的转变时间越短。Al原子和Mo原子占据γ位,Ni原子占据α位和β位,在同样的温度和格点下,Al原子的占位几率大于Mo原子的占位几率。Ni、Al和Mo_3种原子构成复合Ll_2相。     

Ni_(75)Al_(14)Mo_(11)合金沉淀过程及其γ~'相原子占位的微观相场

采用三元微观相场动力学模型,研究了Ni75Al14Mo11合金的沉淀过程及其γ'相的原子占位现象,对合金的微观组织演化图像、序参数及占位几率进行了分析,结果表明,Mo与Al元素的加入使该合金中首先析出L10结构,随后发生L10结构向L12结构的原位结构转变;γ'相沉淀析出方式是等成分有序化兼失稳分解机制;γ'有序相中Al、Mo原子共同占据了面心立方的顶角位,且Al原子在γ'有序相中顶角β2位的占位几率始终稍大于Mo原子。     

Ni_(74.6)Al_xMo_(25.4-x)合金早期沉淀过程的微观相场模拟

采用三元微观相场动力学模型研究Ni74.6AlxMo25.4-x合金早期沉淀过程,对合金的微观组织演化图像、平均序参数和原子占位概率进行了分析。结果表明:合金首先析出L10和L12相,析出的L10相原位转变为L12相。随着Al浓度的增加,原子聚簇和有序化的进程加快。Ni原子倾向于占据αⅠ位和αⅡ位,Al原子和Mo原子倾向于占据β位。随着Al原子浓度的增加,Ni原子和Al原子在αⅠ和αⅡ位的占位概率增加,Mo原子在αⅠ和αⅡ位的占位概率降低,Al原子在β位占位概率增加,Ni原子和Mo原子在β位的占位概率降低。     

应变能对Ni75Al15V10合金预析出相影响的微观相场研究

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L12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。     

微观相场模拟弹性畸变能对Ni_(75)Al_(15)Ti_(10)合金沉淀过程的影响

基于三元微观相场动力学模型,研究弹性畸变能对于Ni_(75)Al_(15)Ti_(10)合金早期沉淀过程的影响。结果表明:合金沉淀过程经历了从L1_0相向L1_2相的转变,且通过定量分析确定最终沉淀产物为复杂的Ni_3(AlTi)相;加入弹性畸变能可以缩短合金从无序到有序转变的时间,同时促使其沿着特定的弹性"软"方向生长,最终形成高度择优取向的共格显微组织。此外,沉淀相内部主要存在Ni_(Al)以及Al_(Ni)这两种反位缺陷结构,畸变能的引入可以降低反位缺陷浓度,同时提高正位原子占位几率。     

Ni75Al15Mn10合金γ′相沉淀过程以及原子占位的微观相场模拟

基于微观相场模型和微观弹性理论,对Ni75Al15Mn10合金γ′相沉淀过程以及原子占位进行了原子层面的计算机模拟。结果表明:合金在1273K进行时效,沉淀早期先析出L10结构,之后随着有序度的增加,逐渐转变为L12结构;原子的有序化早于成分簇聚,γ′相的沉淀机制为等成分有序化+失稳分解的混合机制;γ′有序相的体积分数比γ无序相小,且γ′和γ相的体积分数比值约为60%;Al原子主要占据β格点(γ′相顶角位置),αⅡ和αⅠ格点主要由Mn原子占据,且在αⅡ格点占位几率高于αⅠ格点,Mn原子主要占据Ni位,形成的γ′相为单一的(Ni,Mn)3Al相。     

Ni75Al15Mn10合金γ'相沉淀过程以及原子占位的微观相场模拟

基于微观相场模型和微观弹性理论,对Ni75Al15Mn10合金γ’相沉淀过程以及原子占位进行了原子层面的计算机模拟.结果表明:合金在1273K进行时效,沉淀早期先析出L10结构,之后随着有序度的增加,逐渐转变为L12结构;原子的有序化早于成分簇聚,γ’相的沉淀机制为等成分有序化+失稳分解的混合机制;γ'有序相的体积分数比γ无序相小,且γ’和γ相的体积分数比值约为60％; Al原子主要占据β格点(γ’相顶角位置),αⅡ和αⅠ格点主要由Mn原子占据,且在aⅡ格点占位几率高于αⅠ格点,Mn原子主要占据Ni位,形成的γ’相为单一的(Ni,Mn)3Al相.     

Ni75MnxAl25-x合金早期沉淀相的微观相场模拟

采用三元微观相场动力学模型研究Ni75MnxAl25-x合金早期沉淀相的形成过程。对合金微观组织演化图像、有序相体积分数曲线、序参数曲线及占位几率的分析表明:该合金首先析出L10结构,随后L10结构向L12结构转变,L12结构在L10结构的内部析出。随着Al浓度的增大,等成分有序化阶段缩短;且L10结构体积分数增大,发生结构转变的时间提前。Al和Mn原子在(001)和(002)面几乎同时有序排列,但是一定时间后(002)面原子开始贫化,发生结构转变,Al原子主要占据β位,Mn原子主要占据αⅡ位。合金最终析出单一的L12伪二元结构。     

共格沉淀析出过程的微观结构演化相场法模拟

采用微观相场模型,对共格沉淀析出过程微观结构的演化进行计算机模拟,并探讨不同作用程度的弹性应变能对沉淀相形貌的影响规律。研究发现:当共格弹性应变能为零时,沉淀相为球状弥散分布的颗粒或"海绵状"结构,呈各向同性特征;随应变能作用的增强,沉淀相分布的取向性越来越明显,趋于沿弹性"软"方向分布,形成类方格阵、纵横层状结构等,呈各向异性特征。模拟结果和相关实验结果一致。     

基于相场法的Ni0.75Al0.05Fe0.2合金预析出相时效过程（英文）

用微观相场法结合自由能和原子间作用势研究了Ni0.75Al0.05Fe0.2合金在1000K时效中沉淀前期的预析出相的形成和转变过程;分析了沉淀前期预析出相和平衡相的自由能、微结构、成分和相体积分数随时间的变化。研究表明:由于结构接近,原子有序化首先形成非化学计量比预析出相L10,随着时间的延长,预析出相L10逐渐向L12相转变,并逐渐达到化学计量比平衡相L12。且发现此转变过程与自由能和原子间作用势有关,预析出相L10比平衡相L12的自由能高且原子间作用势小,故L10相不稳定且转变为稳定的L12相。     

Microscopic phase-field simulation coupled with elastic strain energy for precipitation process of Ni-Cr-Al alloys with low Al content

The precipitation process of Ni-Cr-Al alloy with low Al content was studied at atomic scale based on the microscopicphase-field kinetic model coupled with elastic strain energy.The aim is to investigate the effect of elastic strain energy onprecipitation mechanism and morphological evolution of the alloy.The simulation results show that in the early stage of precipitation,D022 phase and L12 phase present irregular shape,and they randomly distribute in the matrix.With the progress of aging,L12 phaseand D022 phase change into the quadrate shape and their orientations become more obvious.In the later stage,L12 phase and D022phase present quadrate shape with round corner and align along the[100]and[010]directions,and highly preferential selectedmicrostructure is formed.The mechanism of early precipitation of L12 phase in Ni-17%Cr-7.5%Al(mole fraction)alloy is the mixedstyle of non-classical nucleation growth and spinodal decomposition and the D022 phase is the spinodal decomposition.Themechanisms of early precipitation of L12 phase and D022 phase in Ni-12.5%Cr-7.5%Al alloy are both the non-classical nucleationand growth.The coarsening process follows the rule of preferential selected coarsening.     

Microscopic phase-field simulation for precipitation behavior of Ni-Al-Cr alloy during two-step aging

Based on the microscopic phase-field model, the pre-aging temperature effects on the precipitation mechanism and microstructure evolution during two-step aging for Ni75A19Cr16 alloy were simulated. The results show that the early precipitation mechanism of Ll2 phase is the mixed mechanism of spinodal decomposition and non-classical nucleation growth, whereas the early precipitation mechanism of DOzz phase is spinodal decomposition when the pre-aging temperature is 873 K. The early precipitation mechanism of LIz phase is non-classical nucleation growth, whereas the early precipitation mechanism of DOzz phase is spinodal decomposition when the pre-aging temperature is 973 K. Under the effects of elastic strain energy, the cubic particles exhibit directional alignment along [ 100] and [010] directions during the late precipitation, which is more obvious at lower pre-temperature. DOzz phases appear earlier than Llz phases under these two kinds of precipitation processes; and the nucleation incubation time becomes long with the increase of pre-temperature.     

不同弹性畸变程度下Ni75Al14Mo11合金沉淀过程的多尺度模拟

基于微观相场模型和第一性原理方法模拟了Ni75Al14Mo11合金在不同弹性畸变能常数下的相变过程。当弹性畸变能从无到有时,沉淀相形貌由椭圆状变为块状,分布由不规则随机排列变为沿弹性"软"方向规则排列,具有一定方向性;弹性畸变能对短程DO22有序相的析出有抑制作用,并且对沉淀粗化过程的影响要大于对析出过程的影响;弹性畸变能对沉淀相的有序化及原子簇聚的影响并不是随着其增加而简单的起抑制或促进作用,而是与其取值范围有关。在相同的外界条件下,Ni、Al元素形成Ni3Al要比Ni、Mo元素形成Ni3Mo容易,导致Ni75Al14Mo11合金在1073 K时效下较易析出Ni3Al。     

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。     

Phase-field study for the pre-precipitation process of L12-Ni3Al phase in Ni–Al–V alloy

The microscopic phase-field dynamic model is employed to study the pre-precipitation process of Ni–Al–V alloy. Our computer simulation results show that there exists pre-precipitated phase with L1₀ structure before L1₂ phase formed, temperature and elastic strain energy play significant effect on the pre-precipitated phase with L1₀ structure. The elastic strain energy can induce the formation of L1₀ pre-precipitated phase. Under the same temperature, the greater the elastic strain energy is, the easier L1₀ pre-precipitated phase will form; under the same elastic strain energy, with the temperature increasing, the incubation period and existent time of L1₀ pre-precipitate phase are prolonged, the number of L1₀ precipitated phase also increases, and the formation of the L1₂ phase are delayed.     

共格沉淀析出过程的微观结构演化相场法模拟

用铜模吸铸法制备了Zr(65-x)Cu17.5Ni10Al7.5Fex(x=0,1,2,3,4,5,at％)块体合金,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、同步热分析(DSC)、万能试验机和扫描电镜(SEM)研究了Fe对Zr基合金的非晶形成能力、热稳定性及力学性能的影响.结果表明:适量添加Fe元素有利于提高该合金的非晶形成能力和热稳定性,当Fe含量为x=2时,其内部结构为完全非晶结构,并且此成分具有较高的GFA和热稳定性(△Tx=58 K).Fe元素的适量加入也有利于提高该合金的强度和塑性,其中x=2的块体非晶合金的抗压强度σf、断裂应变εf和塑性应变εp分别高达2338 MPa、12.4％和2.0％.     

包含共格畸变的立方合金沉淀机制的计算机模拟

利用包含共格畸变能的微观扩散方程对立方合金的沉淀过程进行计算机模拟。结果表明：共格畸变阻碍了过渡区合金沉淀过程的进行，随共格畸变能的增大，沉淀相分布的取向性越来越明显，由原来离散分布的等轴粒子状向椭片状转变。靠近高浓度合金的过渡区合金，随共格畸变能的增大，其沉淀机制由非经典形核长大和大稳分解的混合特征逐渐向非经典形核长大型的沉淀特征转变。     

L12相间有序畴界成分的微观相场研究

利用微观相场模型研究了有序畴界结构、合金成分和弹性应变能对Ni75AlxV25-x合金中L12-Ni3Al相间有序畴界成分的影响规律。结果表明:L12相间形成的3种有序畴界中,在(100)//(200)·[001]处,Ni的贫化程度最小,Al的贫化程度最大,V的偏聚程度最大;在(200)//(200)处,Ni的贫化程度最大,Al的贫化程度最小,V的偏聚程度最小。随着合金中Al浓度的增加,3种有序畴界处Ni的浓度降低,Al的浓度升高,V的浓度降低。弹性应变能使得L12相间3种有序畴界处Ni和Al的浓度升高,V浓度降低。但弹性应变能对(200)//(200)·[001]和(100)//(200)·[001]成分的影响较大,对(200)//(200)成分的影响则相对较小。