NiAl合金相变伪弹性的分子动力学模拟

利用ＮｉＡｌ合金的嵌入原子势,进行了Ｂ２的结构ＮｉＡｌ单晶中相变伪弹性的分子动力学模拟,模拟过程中系统的径向分布函数和键连线原子分布图的变化表明,在外加拉应力的作用下,Ｂ２结构的奥氏体Ｌ１０结构的马氏体转变,马氏体在长大过程中发生了变体间的转化与合并,不同取向的变体之间由于自协调效应形成共格的孪晶界面,当外加拉应力释放以后,首先沿着变体的孪晶界面,马氏体逐渐收缩,随着马氏体－奥氏体界面的不断迁移,     

Ni-Al合金凝固过程的分子动力学模拟

利用分子动力学研究Ni3Al和NiAl合金在不同冷速下的凝固过程,分析冷却过程中不同温度下的偶分布函数、能量和体积的变化.研究表明:冷却速率为4×1013 K/s时,Ni3Al形成非晶结构;冷却速率为4×1011 K/s时,Ni3Al在1 100 K左右结构开始发生变化,最终形成晶体结构.冷却速率为4×1013 K/s时,NiAl形成非晶;冷却速率为4×1011 K/s时,NiAl在810 K形成部分的晶体结构.     

NiAl热诱发马氏体相变的分子动力学模拟

运用ＮｉＡｌ合金的镶嵌原子势，进行了Ｂ２结构ＮｉＡｌ中热诱发马氏体相变的分子动力学模拟，从而研究马氏体形核和长大的微观机理．首先进行了０Ｋ等体积条件下ＮｉＡｌ的相稳定性分析，发现０Ｋ时点阵参数ｃ与ａ之比约为１．３１的ｂｃｔ结构是稳定结构，Ｂ２结构只是一种亚稳结构．在热诱发马氏体相变的模拟过程中，由于ＮｉＡｌ中Ｎｉ原子和Ａｌ原子的振动性质存在着差异，造成了马氏体的不均匀形核．对另两种不同初始构型的系统进行的模拟进一步证实了不均匀形核的存在，并通过计算Ｂ２结构ＮｉＡｌ中Ｎｉ原子和Ａｌ原子的热运动均方位移解释了其原因．模拟中，Ｂ２结构奥氏体经热诱发马氏体相变转变为ｆｃｔＬ１_０结构的马氏体．马氏体在长大过程中内部形成了若干转变孪晶．     

Al,Be含量对Cu-Al-Be-X合金相变点的影响

本文采用电阻－温度测试仪，系统地研究了合金元素Ａｌ、Ｂｅ含量对Ｃｕ－Ａｌ－Ｂｅ－Ｘ合金相变点的影响。结果表明，该合金在一定成分范围内，随着合金元素Ａｌ、Ｂｅ含量的增加，相变点Ａｓ、Ａｆ、Ｍｓ、Ｍｆ均下降，尤其是对Ｂｅ含量更加敏感。     

Ti-Al合金对SiCp／6061Al复合材料等离子弧焊焊缝组织的影响

以不同Ti含量的Ti-Al合金作为合金化填加材料,采用氮氩混合等离子气体对SiCp/6061Al复合材料进行等离子弧原位焊接,研究填加材料Ti-Al中Ti质量分数的变化对焊缝组织的影响.结果表明:在熔池凝固过程中,填加材料中Ti质量分数为10%时,可有效抑制有害针状相Al4C3的生成;随填加材料中Ti质量分数的降低,焊缝中未出现脆性相Al4C3,组织中颗粒相的形貌发生较大变化,Al3Ti相的形状由粗大块状变为细长针状,并且数量大为减少;焊缝中其余增强相的尺寸均变得较为细小.     

Fe基合金连续冷却相变的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟了Fe99Cu1合金在1×1014 K/s冷速下从fcc奥氏体结构转变为bcc铁素体结构的相变过程.结果表明,Fe99 Cu1合金在900～800℃之间开始发生相变,600 ℃时相变明显,100℃时55％的原子转变为bcc结构.Cu元素阻碍合金相变,并且促进bcc孪晶形成.     

Ti-Al合金精密铸件的疏松预测

应用铸造软件ViewCast模拟精密铸造Ti-46%Al合金叶片的充型与凝固过程,预测了疏松的形成,模拟结果与实验结果相吻合.通过分析凝固温度场、凝固收缩百分数并结合实验结果,对原浇注系统进行改进:摒除了原先的顶注及顶、底联合浇注的方式,只采用底注方式,有效克服了充型不平稳、易卷气的缺点;提高壳型预热温度、增大冒口尺寸,使铸件实现顺序凝固.改进后的模拟结果显示,铸件凝固顺序合理,疏松完全转移至凝固后的冒口中,保证了叶片的致密性.     

Y含量对Cu-Zr基非晶合金力学性能影响的分子动力学模拟

为缩短采用单一实验法研发新型Cu-Zr基非晶合金的周期和降低开发成本,采用分子动力学模拟方法研究了 Y含量对Cu-Zr基非晶合金力学性能的影响,利用形成焓法确定了 Y掺杂易于占据Zr原子位置.模拟制备了Cu64Zr64、Cu64Zr63Y、Cu64Zr59Y5和 Cu64Zr54Y9(对应地改写为原子百分比,即为 Cu...     

AuNiCu合金摩擦磨损的分子动力学模拟

通过分子动力学模拟的方法，研究了Au-7.5Ni-xCu合金的摩擦磨损性能。首先采用粗糙体-平面接触模型和Atomsk软件构造合金模型；再由lammps软件计算出合金的摩擦力、摩擦系数判断出合金的摩擦学特性；最后通过Ovito软件对摩擦磨损过程进行可视化分析，包括摩擦磨损过程中组织结构和位错的演变，磨损表面原子的堆积情况等。结果表明，合金摩擦系数随着Cu含量的增加而呈现上升趋势，磨损后基体表明呈“U”形堆积，当Cu含量为10%时，基体抗变形能力最强；磨损过程中观察到晶粒的分裂和合并现象，合金基体内部位错密度明显增加。     

Ti6Al4V合金表面热浸镀Ti-Al镀层相组成

采用热浸镀方法在Ti6Al4V合金表面制备Ti-Al镀层,并在1100 ℃高温下进行热扩散处理。结果表明,TC4合金热浸镀铝后在1100 ℃保温,形成了表面氧化层、过渡层及基体,表面氧化层和过渡层厚度随扩散时间延长而增加,表面氧化层主要由Al₂O₃和TiO₂构成,过渡层主要相为TiAl₃、Ti₂Al₅和Ti₁₉Al₆金属间化合物。     

Ti-Al合金定向凝固过程中胞/枝晶间距选择的计算机模拟

利用溶质扩散控制模型对Ti-Al合金定向凝固初始阶段变速冷却过程中胞/枝晶转变过程进行了数值模拟。在给定的冷却速率下,枝晶臂间距大于胞晶臂间距,而在过渡区,枝晶间距达到最大。另外,模拟结果也显示,晶核数量对柱状晶间距产生影响,随着植入晶核数量的增加,柱状晶间距非均匀化程度明显减小。出现过渡区的原因与枝晶生长所引起固/液界面前沿成分波动有关。模拟与试验结果吻合较好。     

因瓦合金纳米抛光材料去除机理的分子动力学模拟∗

因瓦合金作为一种独特的低膨胀材料已广泛用于航空航天等高科技领域,但目前还鲜有对其超精密加工理论和技术的研究,而纳米抛光是因瓦合金超精密加工的一种重要手段。 针对纳米抛光过程中因瓦合金的材料去除机理,基于分子动力学模拟研究抛光速度对材料去除效率、亚表面损伤和抛光表面平整度的影响。 通过对磨屑、能量、抛光力、位错运动等方面的分析揭示因瓦合金的变形损伤机制。 研究结果表明:材料去除效率随着抛光速度将达到一个临界值,当抛光速度低于 100 m/ s 时,磨削热促使位错形核,亚表面损伤厚度增加;当抛光速度高于 100 m/ s 时,应变速率急剧增大导致位错运动受限,使得亚表面损伤厚度得以降低。 为实现因瓦合金高效率和低损伤加工机制提供理论依据和技术支持。     

钛合金相转变点检测方法

近年来,国内钛合金成分设计和加工技术不断进步,对于钛合金的测试技术也相应提出更高要求.其中钛合金的相转变点温度是要重点进行表征和测量的参数之一.本文对测试钛合金相转变点温度的多种测试方法进行了综述.     

晶粒尺寸对超低膨胀合金组织稳定性及相变特性的影响

系统地研究了晶粒尺寸对超低膨胀合金Ni32Co4Nb膨胀系数、组织稳定性及相变特性的影响。结果表明:平均晶粒尺寸对于Ni32Co4Nb棒材马氏体相变特性具有一定的影响,晶粒粗大更加易于发生相变,但平均晶粒尺寸对于Ni32Co4Nb棒材的平均线膨胀系数影响不大。因此,从保证Ni32Co4Nb棒材的内部质量和相变特性考虑,应将平均晶粒尺寸控制在150μm以下。     

Cu64Zr36合金非晶剪切带形成的分子动力学模拟

用分子动力学(MD)模拟方法研究在轴向压缩下,冷却速率、应变率、环境温度、裂缝对Cu64Zr36二元非晶合金力学性能的影响。在模拟中,采用EAM势函数表述原子间的相互作用。计算结果表明:非晶的弹性模量和抗压强度都比晶体试样大一倍多,而当应变≥15%时两种试样的流动应力几乎相等;冷却速率缓慢得到的非晶试样由于原子发生重组变疏松,产生剪切带,而冷却速率较快得到的试样则没有发生重组;试样的弹性模量、抗压强度和流动应力对应变率变化很不敏感;随着环境温度的升高,流动应力、抗压强度和弹性模量降低;有初始裂纹的试样剪切带集中,从裂纹尖端开始,与加载方向呈45o方向扩展。     

分子动力学模拟在复合材料界面研究中的进展

对分子动力学和第一性原理的基本理论进行了简介,综述了近年来国内外使用经典分子动力学和第一性原理分子动力学方法对复合材料界面进行模拟研究的进展。分别对界面原子构型、电子结构、相互作用能、应力和载荷传递、界面力学性能参数,以及其变形失效等方面的模拟计算进行了概述,归纳分析了分子动力学模拟所能解决的各类界面问题,并对其应用和发展方向进行了展望。     

Numerical Simulation of Columnar to Equiaxed Transition for Directionally Solidified Ti-44Al Alloy

Solute diffusion controlled solidification model was applied to simulate the columnar to equiaxed transition （CET） during directional solidification of Ti-44Al alloy. The simulation results show that the solutal interactions from growing equiaxed grains play an important role on CET. The effects of the applied thermal gradient and pulling velocity, the equiaxed seed spacing and nucleation undercooling on the CET are investigated in the present simulation. The simulated results indicated that the columnar branch spacing depends not only on the thermal gradient and the pulling velocity, but also on number of the seeds. A spacing adjustment can occur through initiation of seeds that develop into new columnar grains. The dependence of the CET on the thermal gradient and pulling velocity, qualitatively agrees with the analytical CET model of Hunt,     

时效温度对NiTiNb9合金相变温度及微观组织的影响

采用DSC、SEM等方法,研究了时效温度对马氏体相变及其逆相变温度、相变滞后、平均相变焓以及微观组织的影响.结果表明:在300～400℃,NiTiNb9合金存在一个敏感时效温度,在这个敏感温度区间处理,其相变温度会发生突变,而在这个敏感温度之前或之后的温度区间,NiTiNb9合金的相组成基本保持不变.微观组织分析表明,NiTiNb9合金在时效过程中析出的一些细小的β-Nb相颗粒,会形成应力场抑制马氏体的形核和长大,从而使得马氏体相变温度降低;与此同时,由于Nb元素的扩散,部分Nb将取代基体相中的Ni位置,引起基体中Ni/Ti原子比的微小变化,从而使马氏体相变温度发生变化.