Ni3Al合金中晶界与位错交互作用的研究

运用嵌入原子法势函数和静态驰豫最陡梯度的计算方法,原子模拟了Ni_3Al合金中晶界与位错的交互作用.主要研究了晶界与位错交互作用的能量特征、晶界结构单元的畸变行为和晶界附近位错的核心结构,并分析讨论了各种因素对它们的影响以及与Ni_3Al晶界韧脆行为之间的关系     

ATOMISTIC SIMULATION OF POINT DEFECTS IN NiAl ALLOY

ＡＴＯＭＩＳＴＩＣＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＯＦＰＯＩＮＴＤＥＦＥＣＴＳＩＮＮｉＡｌＡＬＬＯＹ①ＬｉｕＺｈｅｎｙｕｎ，ＬｉｎＤｏｎｇｌｉａｎｇ，ＣｈｅｎＤａＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅ...     

锌铝合金大角度晶界特性电子理论研究

    利用结构能和原子轨道自能差定义了原子的结合能和结合能差,并用递归法计算了ZA27合金中重位密度分别为1/5和1/9的α相大角度重位点阵晶界的电子结构.结果表明：重位密度越大,晶界结构能越低,从而越稳定.Fe,Y与晶界结合牢固,强化晶界,而Pb与晶界结合弱,降低晶界强度.合金元素或杂质容易偏聚在低重位密度晶界-即高指数晶界.重位密度大的晶界费米能级低于重位密度小的晶界,偏聚在晶界的杂质原子可以改变晶界的费米能级,影响晶界的电位, 进而影响合金的腐蚀性能.     

MOLECULAR STATIC SIMULATION OF ENERGY FEATURESOF INTERACTION BETWEEN GRAIN BOUNDARYAND DISLOCATIONS IN Ni＿3Al ALLOY

ＭＯＬＥＣＵＬＡＲＳＴＡＴＩＣＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＯＦＥＮＥＲＧＹＦＥＡＴＵＲＥＳＯＦＩＮＴＥＲＡＣＴＩＯＮＢＥＴＷＥＥＮＧＲＡＩＮＢＯＵＮＤＡＲＹＡＮＤＤＩＳＬＯＣＡＴＩＯＮＳＩＮＮｉ＿３ＡｌＡＬＬＯＹＣｈｅｎ，Ｄａ；Ｌｕ，Ｍｉｎ；Ｌｉｎ，Ｄｏｎｇ...     

镍基690合金时效过程中晶界碳化物的形貌演化

用SEM研究了含有高比例低∑重位点阵(CSL)晶界的镍基690合金在715℃时效过程中不同类型晶界上碳化物的形貌演化.结果表明:低∑CSL晶界与一般大角品界上碳化物的形貌演化特征有明显区别.晶界上的碳化物粒子尺寸随∑值降低而减小,共格∑3晶界上的小尺寸碳化物在长时间时效后无明显变化;非共格∑3晶界和∑9晶界附近都观察到板条状碳化物,并随时效时间延长明显长大,非共格∑3晶界两侧都存在碳化物板条,而∑9晶界上的碳化物板条只在晶界一侧生长;∑27晶界与一般大角晶界处的碳化物形貌相似,在晶界附近未观察到板条状碳化物.     

硼在体心立方Fe—3%Si合金中的晶界偏聚行为

利用硼径迹显微照相(PTA)技术研究了体心立方Fe—3%Si合金试样在冷却和淬火等温过程中硼向晶界的偏聚行为结果表明:Fe-3%Si合金中硼的晶界平衡偏聚趋势高于奥氏体合金,也不存在淬火诱导硼向晶界的非平衡偏聚.硼原子与晶界结合能Q=55.7 kJ/mol用淬火诱导非平衡偏聚的复合体机制解释了硼在Fe-3%Si合金与奥氏体合金中偏聚行为异同的原因.     

GRAIN BOUNDARY REORGANIZATION IN INTERMETALLIC COMPOUNDS NiAl AND FeAl

1.IntroductionGrainboundaries(GBs)renderstronglyinfluenceonmanyPhysicalpropertiesofpolycrystallinematerials.NowadaysitwasestablishedthatGBsareactiveelementsofdefectstructure,theyinteractwithvacancies,impdritiesanddislocations[1--3)UnderstandingOftheseprocessesisimpossiblewithoutstudyingOfatomicstructureofGB.Thecoincidencesitelattice(CSL)modelisoneofthemosteffechvemodelsforstudingofGBsatomicstructtire.ItallowstopredictmanypropeniesOfspecialGBandiswidelyusedfortheanalysisofGBensemblesin…     

BEHAVIOUR OF BORON SEGREGATION AT GRAIN BOUNDARIES IN BCC Fe-3% Si ALLOY

The behaviour of baron segregation at grain boundaries in Fe-3% Si has been studied bymeans of particle tracking autoradiography(PTA).The results indicate that the tendency ofequilibrium segregation of B at grain boundaries in Fe-3% Si is higher than that in austeniticalloys.No observable nonequilibrium segregation of B at grain boundaries was revealed inFe-3% Si alloy during cooling and isothermal holding.The binding energy between boron at-oms and grain boundaries is 55.7±1.7 kJ/mol.Based on the complex mechanism of B segre-gation of quenching-induce-nonequilibrium segregation,different behaviours of B segrega-tion in γ-Fe and bcc Fe-3% Si alloy were discussed.     

轧制变形对690合金特殊晶界比例及耐晶间腐蚀性能的影响

不同轧制变形量的镍基690合金试样在1120℃×5 min的固溶处理和720℃×10 h的脱敏处理后,进行了晶粒度、特殊晶界比例及晶间腐蚀性能研究。结果表明,晶粒度随着轧制变形量的增加而升高,晶粒尺寸减小;特殊晶界比例在5%变形量试样达到最高,为67.7%,并随着轧制变形量的增加而减小,67%冷轧时特殊晶界比例降低到25.4%;ASTM G28-A法晶间腐蚀减重5%变形量的试样达到最低。     

EVOLUTION OF CARBIDE MORPHOLOGY PRECIPITATED AT GRAIN BOUNDARIES IN Ni–BASED ALLOY 690

用SEM研究了含有高比例低∑重位点阵 (CSL)晶界的镍基690合金在715℃时效过程中不同类型晶界上碳化物的形貌演化. 结果表明: 低∑CSL晶界与一般大角晶界上碳化物的形貌演化特征有明显区别.晶界上的碳化物粒子尺寸随∑值降低而减小, 共格∑3晶界上的小尺寸碳化物在长时间时效后无明显变化; 非共格∑3晶界和∑9晶界附近都观察到板条状碳化物, 并随时效时间延长明显长大, 非共 格∑3晶界两侧都存在碳化物板条, 而∑9晶界上的碳化物板条只在晶界一侧生长; ∑27晶界与一般大角晶界处的碳化物形貌相似, 在晶界附近未观察到板条状碳化物.     

EBSD ANALYSES OF THE MICROSTRUCTURAL EVOLUTION AND CSL CHARACTERISTIC GRAIN BOUNDARY OF COARSE--GRAINED NiAl ALLOY DURING PLASTIC DEFORMATION

采用EBSD分析了1075℃和初始应变速率为8.75×10^-4 s^-1条件下大晶粒NiAl合金高温塑性变形过程中的组织演变 与重位点阵 (CSL) 特征晶界分布. 变形前大晶粒NiAl合金以大角度晶界为主, 小角度晶界比例极低. 在高温塑性变形过程中, 取向差5°以下的小角度晶界不断产生. 随变形量的增大, 新形成的小角度晶界取向差增加, 转变为取向差较大的6°---15°小角度晶界, 进而转变为15°以上的大角度晶界. 小角度晶界的产生速率与转变为大角度晶界的速率趋向动态平衡. 小角度晶界向较大角度晶界不断转变导致晶粒显著细化. CSL特征晶界分析表明, 大晶粒NiAl合金高温塑性变形过程中, CSL晶界分布发生改变, 将对合金室温力学性能产生影响.     

定向凝固NiAl多相合金的高温超塑性研究

本文研究了Ni-30Al-5Mo-0.5Hf金属间化合物的显微组织及其超塑性变形行为.该合金是由NiAl/Ni3Al/Mo三相组成,在NiAl中分散着大量的条状Ni3Al.在1050-1100℃,应变速率为5.2X10-4-6.24X10-3s-1拉伸变形时,合金呈现超塑性行为;1050℃,5.2X10-4s-1时的最大延伸率达160％,此时对应的应变速率敏感指数为0.46.超塑性变形的机理主要是由于变形过程中的动态回复和再结晶,同时合金中的NiAl和Ni3Al两相在高温下可以协调变形.     

EBSD技术分析大晶粒NiAl合金高温塑性变形组织演变与CSL特征晶界分布

采用EBSD分析了1075℃和初始应变速率为8.75x10~(-4)S~(-1)条件下大晶粒NiAl合金高温塑性变形过程中的组织演变与重位点阵(CSL)特征晶界分布.变形前大晶粒NiAl合金以大角度晶界为主,小角度晶界比例极低.在高温塑性变形过程中,取向差5.以下的小角度晶界不断产生.随变形量的增大,新形成的小角度晶界取向差增加,转变为取向差较大的6.一15.小角度晶界,进而转变为15.以上的大角度晶界.小角度晶界的产生速率与转变为大角度晶界的速率趋向动态平衡.小角度晶界向较大角度晶界不断转变导致晶粒显著细化.CSL特征晶界分析表明,大晶粒NiAI合金高温塑性变形过程中,CSL晶界分布发生改变,将对合金室温力学性能产生影响.     

Ni3Al晶界结构的计算机模拟

本文运用嵌入原子法势函数和静态弛豫最陡梯度的计算方法,模拟[100],[110]和[111]轴一系列具有不同晶界几何参量及化学成分的Ni_3Al对称倾侧晶界原子结构、晶界能和晶界的内聚能、电荷密度分布及应力场等内容,并着重研究和讨论了它们与硼偏聚,Ni_3Al的晶界韧脆行为,特别是硼韧化的化学计量效应之间的关系。     

晶界非平衡偏聚的发生与发展过程

采用硼（Ｂ）径迹照相法和透射电镜从实验上观察了连续冷却过程中Ｂ在晶界非平衡偏聚的发生发展过程。测定了晶界偏聚的富集因子、富集带宽度、贫Ｂ区宽度和贫化因子等偏聚特征参量 实验结果表明，对于Ｂ含量（质量分数）为１０×１０－４％的 Ｆｅ－４０％Ｎｉ合金体系，以 ２℃／ｓ的冷速从 １１５０ ℃冷却到 ６４０℃的时候，Ｂ在晶界上的偏聚经历了 ３段式的发展．并在８６０ ℃时开始向非平衡析出转化。 可以用晶界及晶界附近扩展畸变区对于溶质原子的吸附作用解释上述现象     

NON-EQUILIBRIUM SEGREGATION OF SOLUTE TO GRAIN BOUNDARIES

In consideration of the local equilibrium among vacancies,solute atoms and vacancy-soluteatom complexes and the influence of equilibrium grain boundary segregation,theoretical dy-namic formulas for non-equilibrium grain boundary segregation of solute have been derivedon the basis of the vacancy-dragging mechanism.Theoretical calculation by computer hasbeen carried out for the non-equilibrium segregation of boron to austenitic grain boundariesduring isothermal holding and continuous cooling after heating at high temperatures.The re-suits agree well with those obtained from experiments.     

MECHANISM OF NON-EQUILIBRIUM SEGREGATION OF SOLUTE TO GRAIN BOUNDARIES

本文以空位-溶质原子拖曳机制为基础,并考虑了空位、溶质原子和复合体三者的反应平衡及晶界平衡偏聚的作用,得到了溶质原子的非平衡晶界偏聚动力学方程。对硼在奥氏体中等温及连续冷却时所产生的非平衡晶界偏聚现象进行了理论计算,得到了与实验较为一致的结果。     

INTERNAL FRICTION OF GRAIN BOUNDARIES IN Fe-P AND Fe-P-La ALLOYS CONTAINING TRACE Cu

The grain boundary internal friction(GBIF)in Fe-P and Fe-P-La alloys containing traceCu has been studied.It is found that an addition of 0.584—0.722 wt-% La obviously reducesthe IF,shifts grain boundary peaks towards higher temperatures,and produces a small addi-tional peak at even higher temperature.The mechanism of GBIF is explained as the movementof defects of atomic size,namely point defects,at gram boundaries and/or their clusters un-der stress.     

晶粒间界局域无序化引起的滞弹性弛豫

研究了高纯铝竹节晶界的弛豫行为。首次发现竹节晶界的弛豫强度与温度密切相关,它随着温度降低而显著减小,在约0.4Tm(Tm是熔点绝对温度)处变为零。这反映晶界结构在中温处出现局域无序化。本文结果与晶界发生局域无序现象的原子模拟图象一致。     

含微量Cu的Fe-P及Fe-P-La合金的晶界内耗SCIEI

本文研究了含微量Cu的Fe-P及Fe-P-La合金系的晶界内耗。发现加进0.584—0.722wt-％的La,明显降低了合金的晶界内耗峰,使晶界峰向高温移动,并在高温处产生一个小内耗峰。对结果做了讨论。进一步阐明了晶界内耗机制:晶界中原子尺寸(即点)缺陷或它们的簇,在应力作用下运动引起内耗。