CoAlW合金时效过程中γ'相析出的相场模拟

运用相场方法模拟了CoAlW合金时效过程中,L12有序结构的γ'相从共格无序面心立方母相γ中析出的过程.基于静态浓度波的形式描述结构的有序度,构造了关于浓度和有序度的自由能曲面.将晶格的错配应变和L12结构的4种反相纳入模型中,并考虑两相弹性模量差别对组织演化的影响.通过二维计算机模拟,得到与实验相符的组织形态,证实了...     

镝对AZ31合金β相形状、均质化处理时间及单道次最大轧制率的影响

研究了AZ31合金均质化处理时间对β相形状和单道次最大轧制率的影响,随均质化处理时间的增加,β相形状由网状变为断续网状,单道次的最大轧制率增加。随着Dy元素添加量的增加,合金中β相形状由网状变为断续网状、细小颗粒状再到断续网状。轧制性能也呈同样规律先提高后下降,其中AZ31-1.5%Dy合金不经过均质化处理,单道次最大轧制率仍高于AZ31合金12 h均质化处理的单道次最大轧制率。     

相位偏移gamma矫正方法的结构光三维视觉测量技术

为补偿结构光三维测量过程中的非线性gamma误差,提出基于相位偏移的gamma误差矫正算法,对三维结构光视觉测量与重构技术进行了研究.首先,对结构光测量的基本原理和基于正弦条纹光栅的结构光测量方法做了介绍;其次研究了基于相位偏移方法的gamma矫正方法,通过实验对矫正方法的有效性进行了验证;最后通过三维重构实验得到被测量的物体矫正前后的三维重构图像,并且对其进行分析对比.实验结果表明,设计的矫正算法有效降低了三维测量中gamma畸变造成的相位误差的均方根值,提高了测量精度,具有实用价值.     

相场法模拟Al-Cu合金连续冷却枝晶生长

采用相场、浓度场耦合的相场法,模拟了Al—Cu合金连续冷却条件下的枝晶生长过程．与以往的研究不同,本文通过指定过冷度序列,用一系列的等温凝固逼近连续冷却过程,因此避免了传统计算中温度场与相场分别采用宏观和微观两套网格及时间步长的问题．相场参数通过有限薄界面条件（thin interface limit）获得,模拟中考虑了各向异性、浓度扰动等影响．同时通过浓度场计算分析了晶内偏析现象．     

单纯形优化法在马氏体相结构计算中的应用

将单纯形优化法应用于ＣｕＡｌＮｉ合金马氏体相结构的嵌入原子法计算中，获得了在各有序度下２Ｈ和Ｍ１８Ｒ１马氏体的稳定能量以及对应的结构参数。     

单纯形优化法在马氏体相结构计算中的应用

将单纯形优化法应用于ＣｕＡｌＮｉ合金以马氏体相结构的嵌入原子法计算中，获得了在各有序度下２Ｈ和Ｍｌ８Ｒ＿１马氏体的稳定能量以及对应的结构参数。     

Ti3Al—Nb合金中O相的结构因数及消光规律

对Ｔｉ３Ａｌ－Ｎｂ合金中三元有序和二元有序Ｏ相的结构因数及消光规律进行了理论推导，结果表明，三元有序和二元有序Ｏ相的结构因数表达式不同，但具有相同的消光规律，探讨了用（１１０）和（０２０）的结构因数来鉴别三元有序和二无有序Ｏ相的方法。     

晶粒长大过程的相场法模拟

Fe-C合金凝固时微观组织所形成过程的模拟,对优化工艺参数、提高铸件质量,有着重要的工程应用价值.在KKS(Kim,Kim,Suzuki.)模型的基础上,采用相场和溶质场耦合的方法,对Fe-0.5mol%C合金的晶粒长大过程进行了数值模拟.结果表明:晶体生长初期,晶粒为球状,随着时间的推移,晶粒由球状向枝晶状转变,最后形成复杂的树枝晶.对Fe-C合金的凝固过程进行实验研究及对试样进行了微观组织分析.经对比得出,模拟得到的微观组织形貌与实际凝固所得到的微观组织形貌基本一致,验证了相场模型的正确性.     

Al_xFeCoNi_(2.05)近共晶高熵合金组织和力学性能研究

为研究Al元素含量对Al_xFeCoNi_(2.05)(x=0.85,0.95,1.05)近共晶高熵合金组织和拉伸性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)观察合金的显微组织和断口形貌,采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)研究Al原子含量对晶体结构的影响。试验结果表明:在该共晶系高熵合金中,Al元素为共晶形成元素。当Al元素含量为0.95时,合金具有由层片状L12相和B2相组成的完全共晶组织,其中富含Fe和Co元素的L12相为领先相,B2相富含Ni和Al元素。当Al元素含量为0.85时,合金组织为L12_(初生)+(L12+B2)_(共晶)组成的亚共晶组织;当Al元素含量为1.05时,合金组织为B2初生+(L12+B2)_(共晶)组成的过共晶组织。正是由于显微组织的差异,Al_xFeCoNi_(2.05)(x=0.85,0.95,1.05)合金的屈服强度由650MPa降低到450MPa和510MPa,而延伸率由12%大幅度增加到29%和27.5%。     

GH9158铁基高温合金析出相分析

目的　研究合金元素在 GH91 58合金各析出相中的分配及浓度的变化规律 .方法　采用电解萃取相分析方法 .结果　测定和计算了不同时效温度下析出相的类型、数量、组成结构 .结论　析出相 M6 C,Laves在 ( 72 0～ 82 0 )℃时效过程中是稳定的     

GH9158铁基高温合金析出相分析

目的 研究合金元素在ＧＨ９１５８合金各析出相中的分配及黉度的变化规律。方法 采用电解萃取相分析方法。结果 测定和计算不同时效温度下析出相的类型、数量、组成结构。结论析出相Ｍ６Ｃ，Ｌａｖｅｓ在（７２０～８２０）℃时效过程中是稳定的。     

Al_(0.3)CoFeNi-x合金显微组织与性能研究

为了探讨C和Cu元素对Al_(0.3)CoFeNi高熵合金微观组织及性能的影响,采用非自耗型真空电弧熔炼法制备了Al_(0.3)CoFeNi,Al_(0.3)CoFeNiC_(0.1),(Al_(0.3)CoFeNi)_(99.9)Cu_(0.1)和(Al_(0.3)CoFeNiC_(0.1))_(99.9)Cu_(0.1)4种成分的高熵合金。运用X射线衍射仪测量合金的晶体结构,采用扫描电镜和透射电镜观察合金的表面形貌和微观组织,利用万能试验机和维氏显微硬度计分别测试合金的压缩力学性能和显微硬度。试验结果表明:Al_(0.3)CoFeNi高熵合金为单一的FCC结构,分别添加1%C和0.1%Cu(原子百分比y/%)均未改变其晶体结构,但合金中析出了纳米相L12相,且0.1%Cu的添加会使L12相的尺寸减小。仅添加1%C时,L12相的颗粒尺寸约为30nm,再添加0.1%Cu后,L12相的颗粒尺寸减小到10nm。力学性能测试结果表明,(Al_(0.3)CoFeNiC_(0.1))_(99.9)Cu_(0.1)合金的综合力学性能最好,其压缩屈服强度、抗压强度、压缩率和显微硬度分别可达为974MPa、2532 MPa、51.9%和511.7HV。     

TiAl＋Nb系中γ到γ_1相的有序化转变

利用一系列不同Ｎｂ含量的ＴｉＡｌ合金研究了该体系的相关系及组织特征。在含有２０ａｔ％Ｎｂ的合金中发现１个新的γ１相。在含有１１ａｔ％Ｎｂ的ＴｉＡｌ合金中，由于Ｎｂ原子的进一步有序化，在衍射图上出现Ｌｌ０结构的超斑点。在具有过化学计量比Ａｌ含量的ＴｉＡｌ合金中，随着合金中Ｎｂ含量增加，Ｎｂ不断地取代Ｔｉ，合金由Ｌｌ０结构转变为进一步有序化的γ１相，是一个连续有序化过程。并讨论了可能的转变特征。     

FGH95镍基合金的相组成及γ′相的粒度分布

为了研究FGH95合金的相组成及γ′相的粒度分布,采用电解萃取方法提取热处理态FGH95合金中的γ′相,测定γ′相的相组成结构式;通过XRD曲线测定γ′、γ相的晶格常数及错配度,对萃取的合金中γ′相粉末进行小角度衍射,测定出γ′相的粒度分布.结果表明,经1140℃固溶和时效处理后,合金的组织结构由γ′相（质量分数约为47.8%）、γ相（质量分数约为51.2%）、（Nb,Ti）C、（Nb,W）B₂、Nb₃B₂和Cr₂₃C₆等碳、硼化物（质量分数约为1%）组成,γ′相的结构组成式为（Ni_0.896Co _0.055Cr _0.017Fe _0.031）₃（Ti _0.224Nb _0.134Al_0.473Mo _0.038W _0.066Cr _0.064）,其中,在36~60nm和60~96nm尺寸范围内的γ′相粒子质量分数分别为306%和291%,且细小γ′相在晶内弥散分布,而粗大γ′相分布于较宽的颗粒边界区域,并进一步测算出合金中γ′、γ两相的晶格常数分别为0.35986nm和0.35912nm,晶格错配度为0.2058%.     

Mg-Gd-Y合金中与β'相粗化相关的析出结构

为了研究Mg97Gd2Y1合金中β'相的粗化过程以及相关析出结构的形成和演变机制,使用原子分辨的高角度环形暗场-扫描透射电子显微镜(high angle annular dark field scanning transmission electron microscope,HAADF-STEM)成像技术表征了合金不同时效阶段形成的析出结构,并结合第一性原理计算的方法分析了它们的稳定性.结果表明,相关的β'F、βM和β"相主要在β'相粗化过程的早期形成,它们的形成与β'相相界面周围存在较高的错配应变场密切相关;随着β'相粗化过程的进行,βM和β"相的尺寸和数量逐渐减少,而由β'与β'F相交替组成的竹节状析出物增多,成为合金基体中主要的析出结构;当错配应变足够大时,β'F相内部出现位错,β相在位错处可以形核,并逐渐长大成为基体中主要的平衡析出结构.     

脉冲电流对一种镍基高温合金γ’相粗化行为的影响

对一种镍基高温合金进行脉冲电流处理,研究了脉冲电流与时效处理过程中γ’相的粗化行为．结果表明,与相同温度时效状态相比,脉冲电流条件下合金中γ’相的长大速率显著增加．脉冲电流下γ’相的粗化遵循Lifshitz—Slyozov—Wagner理论,与时效过程中γ’相粗化激活能相比降低64．3％．脉冲电流处理过程中,脉冲电子流加剧合金原子自身的热振动,使原子处于相对高能状态,降低合金中原子跃迁激活能;脉冲电流初期由于瞬时升温而形成热应力,提高合金中的空位浓度,加速合金中的原子扩散,促进γ’相的粗化．     

熔体过热处理作用机制的新认识

从液-液结构转变的角度探讨了熔体过热处理对CuSn18.7(at.%)和BiPb20.1(at.%)合金凝固组织和凝固行为的作用机制.实验表明:在升温过程中,合金熔体的某些物理性能(例如内耗,电阻率,热电势和热)在特定的温度区间都发生了异常的变化,而在降温过程中没有异常变化,揭示了熔体中在这些温度区间内发生了不连续的液-液结构转变.随后的凝固实验表明结构转变对合金的凝固有着很大的影响,例如形核过冷度显著增大,CuSn18.7合金的凝固组织明显细化,而BiPb20.1合金的初生相形态由鱼骨状树枝晶变成无序的等轴晶.分析认为熔体结构转变使得熔体结构趋于均匀和无序,在凝固中抑制了初生相的形核,进而细化凝固组织.而BiPb20.1合金组织形态的变化则是由熔体结构转变改变了界面溶质分配系数导致的.     

三元Pb-Sb-Sn合金的快速凝固及组织特征

实现了三元Pb-12%Sb-4%Sn和Pb-15%Sb-10%Sn合金在深过冷条件下的快速凝固,实验中获得的最大过冷度分别为65 K(0.13TE)和70 K(0.13TL)。XRD分析表明,这两种合金在实验过冷度范围内均由(Pb)固溶体、(Sb)固溶体和SbSn金属间化合物三相组成。在小过冷条件下,Pb-12%Sb-4%Sn共晶合金的三相以层片状交替分布,协同生长。随着过冷度增大,(Sb)作为初生相以小平面方式生长,且三元层片共晶组织显著细化。对于Pb-15%Sb-10%Sn合金,其凝固组织由初生相、二相共晶和三元共晶组成,初生SbSn相以具有小平面特征的枝晶方式生长。在实验基础上,对三元Pb-Sb-Sn合金的形核特征和生长规律进行了理论分析。     

Fe^2＋质量浓度对纳米晶Ni-Fe合金电沉积层耐蚀性的影响

采用直流电沉积技术在黄铜基体上制备出低Fe高Ni的纳米晶Ni-Fe合金镀层。研究不同Fe2＋质量浓度（2～12 g/L）对合金镀层的表面形貌、镀层成分、相结构、镀层显微硬度和耐蚀性的影响规律。实验结果表明,电镀Ni-Fe合金可获得纳米晶结构,当Fe2＋质量浓度为4 g/L时,硬度较高,为658 HV。在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,Fe2＋质量浓度为4 g/L时,合金镀层的耐蚀性最好,自腐蚀电流密度较小,约为0.430μA/cm2,涂层电阻较大,约为143 400Ω,比基体黄铜提高约40倍。     

铸件凝固组织微观模拟的研究进展

综述了铸件凝固过程微观组织模拟的研究进展，详细介绍了确定性方法、随机性方法、相场方法的发展过程．论述了共晶合金和枝晶合金凝固组织的数值模拟进展．最后，预测了凝固组织数值模拟研究的未来发展方向。