场变量模型在材料微观结构演化中的应用

采用场变量模型来模拟材料微观结构的演变过程取得了非常大的进展，已成为描述材料微观结构演化的非常成功的模型之一。通过定义一系列高阶可微的保守场和非保守场变量来表述微观组织的空间分布，采用计算机模拟来描述这些场变量的变化路径，从而很好地预测及控制微观组织演化过程。本文详细介绍了场变量模型的基本原理及其在材料科学与工程各领域应用的最新进展。     

应力场对相分解过程影响的计算机模拟研究（Ⅰ）——模型描述及对称成分下的相分离模拟

将扩散界面场模掣与Khachaturyan弹性应变能计算模型相耦合，对对称成分点调幅分解过程中应力场（包括外场）对析出相的形态及动力学过程的影响进行模拟研究。模拟结果表明：对于非均匀弹性模量系统在外加应力场作用下，沉淀相的析出过程发生重大的变化，粒子沿弹性软方向呈各向异性析出。     

应力场对相分解过程影响的计算机模拟研究（Ⅱ）——非对称成分及拐点以下的相分离模拟

采用扩散界面场模型对非对称成分点及拐点以下成分点同构两相分解过程中应力场（包括外场）对析出相的形态及动力学过程的影响作了比较系统的研究.模拟结果表明：对于各向异性系统在相分解过程中由于弹性应变能与界面能间的相互作用将会导致析出相在不同阶段呈现不同的形貌如网格结构、三明治多畴结构、沉淀宏观点阵结构以及板条状等;对于非均匀弹性模量系统在外加应力场作用下,沉淀相的析出过程发生重大的变化,粒子沿弹性软方向呈各向异性析出.此外,模拟结果还发现,在应力场（包括外加场情况）存在条件下,相析出的中前期长大过程中小粒子沿着弹性软方向相互联结成大粒子,在相变后期孤立的小粒子被大粒子的长大所消耗.     

共格沉淀析出过程的模拟Ⅰ--微观结构演化

采用相场模型对共格沉淀析出过程微观结构演化进行模拟研究.模拟结果表明,应力场的存在将会对相变过程中析出相形态产生显著的影响,通过界面能与弹性应变能的相互竞争析出相在不同阶段呈现不同的形态如模量结构、网格结构、三明治多畴结构、沉淀宏观点阵结构以及板条状等;此外,点阵错配度中等(2%～4%)时,粒子的粗化过程将出现应力诱导反向粗化现象,这种粗化现象取决于粒子的点阵错配度与体积分数.     

外加应力对Al-Cu及Al-Cu-Mg-Ag合金析出相生长的影响

采用电阻法和透射电镜观察研究了应力对Al-3．88Cu(质量分数，％，下同)和Al-3．87Cu-0．56Mg-0．56Ag合金时效析出相的影响，结果表明：外加应力促进原子团簇或GP区的形成但延缓θ‘和Ω相的析出与长大；Al-Cu-Mg-Ag合金时效动力学过程存在一个调整微观结构演化的临界应力值，在大于该值的应力作用下将有助于原子团簇或GP区的析出；Al-Cu合金和Al-Cu-Mg-Ag合金时效过程中引入外加应力导致沉淀相择优取向；采用Eshelby弹性夹杂物理论计算外加应力与错配应力场间的相互作用可分析产生应力位向效应的原因．