GH742合金中γ′相粗化动力学研究

采用场发射扫描电镜观察和定量金相分析等方法，研究了GH742合金在900，950，1050℃时效时，基体中γ′相的粗化规律。结果表明：合金在一定温度时效时，基体中初期析出的高密度细小γ′相随时效时间延长逐渐长大为低密度粗大γ′相，即发生Ostwald熟化；在1050℃时效2880min后γ′相形貌出现方化并沿一定方向排列；合金在时效过程中γ′相长大规律符合传统的LSW理论，并且随时效温度增高，γ′相粗化速率增加；用作图法得出了GH742合金中γ′相粗化激活能为（289．53±1．48）kJ／mol，这同Al，Ti等元素在Ni中的扩散激活能相当，说明GH742合金中γ′相的长大粗化主要由Al，Ti等元素在Ni基体中的扩散所控制。     

镍含量对Co-8.8Al-9.8W合金中γ′相高温粗化的影响

为了研究镍含量对Co-Al-W高温合金中γ′强化相高温粗化的影响,采用场发射SEM观察、图像分析等方法对不同镍含量(5%、15%、25%、35%(原子分数))Co-8.8Al-9.8W基高温合金在1 000℃下经5h、10h、15h和25h时效处理后,合金中γ′相形貌的演变及粗化行为进行研究。结果表明,延长时效时间,γ′相快速长大,体积分数逐渐减小。当Ni含量为5%和15%时,时效时间为10h,γ′相基本溶解消失;当Ni含量为25%和35%时,γ′相形貌随着时效时间的延长从最初的立方状转变为不规则形状,最后趋于圆球状,γ′相尺寸也随之增加。此时,γ′相的粗化行为符合LSW粗化理论。25Ni合金的粗化速率明显高于35Ni合金的粗化速率。     

GH742合金中γ''''相粗化动力学研究

采用场发射扫描电镜观察和定量金相分析等方法,研究了GH742合金在900,950,1050℃时效时,基体中γ'相的粗化规律.结果表明:合金在一定温度时效时,基体中初期析出的高密度细小γ'相随时效时间延长逐渐长大为低密度粗大γ'相,即发生Ostwald熟化;在1050℃时效2880min后γ'相形貌出现方化并沿一定方向排列;合金在时效过程中γ'相长大规律符合传统的LSW理论,并且随时效温度增高,γ'相粗化速率增加;用作图法得出了GH742合金中γ'相粗化激活能为(289.53±1.48)kJ/mol,这同Al,Ti等元素在Ni中的扩散激活能相当,说明GH742合金中γ'相的长大粗化主要由Al,Ti等元素在Ni基体中的扩散所控制.     

Re对单晶高温合金蠕变过程中γ′相定向粗化的影响

通过对三种Re含量不同的单晶高温合金1100℃／140MPa蠕变实验及组织分析，研究了Re对单晶高温合金蠕变过程中γ′相定向粗化的影响。结果表明，在单晶高温合金蠕变过程中，Re促进形成完整、细密、连续的γ′筏排组织，降低合金元素扩散速率，延缓γ通道厚度的增加，降低γ′相体积分数的减小速率，从而稳定了对合金高温强度起重要作用的γ′相，使γ′相的强化作用持续较长时间。     

Si-Ni合金中小晶面枝晶生长的相场法模拟

相场法作为一种有效预测过冷熔体凝固过程的数值模拟计算方法,在模拟枝晶生长方面得到了广泛应用。应用界面能的校正形式,建立二元合金小晶面枝晶生长的相场模型,对Si-Ni二元合金小晶面枝晶生长进行了模拟。结果表明,当各向异性强度系数超过临界值υ=1/15时,枝晶生长表现出小晶面生长形态,尖端曲率效应消失,呈现出棱角状的不连续结构;同时在枝晶主支上产生大量侧向分支。实验观察验证了小晶面枝晶生长相场模型的有效性。     

定向凝固A1-Bi偏晶合金中第二相的粗化行为

为了获得第二相弥散分布的偏晶合金,在定向凝固条件下,对Al-Bi偏晶合金的凝固行为进行了研究,考察了第二相体积分数对凝固组织的影响,并对第二相粒子的粗化因素进行了分析.研究结果表明:用定向凝固方法可以制得具有弥散第二相分布的偏晶系Al-Bi合金;在一定的生长条件下,第二相粒子的半径随体积分数的增大而增大;第二相体积分数以及熔体中存在的Stokes流和Marangoni对流是引起第二相粒子粗化的主要因素.     

Re对单晶高温合金蠕变过程中γ'相定向粗化的影响

通过对三种Re含量不同的单晶高温合金1100℃/140MPa蠕变实验及组织分析,研究了Re对单晶高温合金蠕变过程中γ'相定向粗化的影响.结果表明,在单晶高温合金蠕变过程中,Re促进形成完整、细密、连续的γ'筏排组织,降低合金元素扩散速率,延缓γ通道厚度的增加,降低γ'相体积分数的减小速率,从而稳定了对合金高温强度起重要作用的γ'相,使γ'相的强化作用持续较长时间.     

Re对单晶高温合金蠕变过程中γ′相定向粗化的影响EI北大核心

通过对三种Re含量不同的单晶高温合金1100℃/140MPa蠕变实验及组织分析,研究了Re对单晶高温合金蠕变过程中γ′相定向粗化的影响。结果表明,在单晶高温合金蠕变过程中,Re促进形成完整、细密、连续的γ′筏排组织,降低合金元素扩散速率,延缓γ通道厚度的增加,降低γ′相体积分数的减小速率,从而稳定了对合金高温强度起重要作用的γ′相,使γ′相的强化作用持续较长时间。     

相场法模拟流动下非等温多晶粒枝晶生长形貌研究

基于相场方法对包含多晶粒的非等温合金凝固过程进行了二维数值模拟.以Ni-Cu合金为例,展示了多核晶粒形貌的生长过程,研究了流速、各向异性和过冷度、晶核个数等参数对多枝晶生长形貌的影响.结果表明:随着模拟时间的增加,各晶核由独立生长演化为竞争生长;引入强制流动后,枝晶上游臂的生长得到促进,下游臂的生长受到抑制,垂直臂逐渐向迎流方向倾斜生长;随着流速的增大,多枝晶的非对称性增强,垂直臂在迎流一侧逐渐长出二次枝晶,而逆流侧保持光滑.随着各向异性值和过冷度的增大,各枝晶形貌大小均增大.     

基于相场模拟对镍基高温合金制备工艺优化及设计

材料制备过程中微结构演变的定量描述是材料设计的核心。近年来基于精准热力学和扩散动力学数据库的相场模拟是对微结构演变进行定量描述一种行之有效的方法。作为航空发动机和燃气涡轮叶片等高温零部件的主要用材,高性能镍基高温合金制备工艺的优化及设计一直是各国材料学者研究的热点和难点。首先概述了相场方法及其最新研究进展,以及相场法与CALPHAD(CALculation of PHAse Diagram)数据库耦合技术的发展,随后详细介绍了国内外有关镍基高温合金凝固、固溶及时效过程微结构演变定量相场模拟的报道,以及当前用于建立镍基高温合金微结构与力学性能关系的可行方法。之后给出了两个基于定量相场模拟对镍基高温合金固溶及时效热处理机制进行优化及设计的实例,进一步证明了相场模拟在高性能镍基高温合金设计中的重要作用。最后,指出了对镍基高温合金制备过程微结构演变进行定量相场模拟以及后续工艺优化和设计中存在的主要问题及发展趋势。     

Phase-field Simulation of Microstructural Evolution during Preparation of Semi-solid Metal by Electromagnetic Stirring Method

In the process of preparation of semi-solid metal materials, a variety of factors would influence the preparing time and the morphology of non-dendritic microstructure. The aim of this work is using phase-field method to simulate non-dendritic growth during preparation of AI-4Cu-Mg semi-solid alloy by electromagnetic stirring method （EMS method）. Several factors such as the disturbance intensity, anisotropy, the thickness of the interface and the ratio of diffusivity in solid and liquid were considered. It is shown that decreasing the thickness of the interface results in more circular outline of particles, and increasing the diffusivity in solid can reduce degree of microsegregation. The disturbance intensity in the model can be connected with current intensity of stator or magnetic induction density impressed. Simulation results show that the larger the disturbance intensity or magnetic induction density, the more globular morphology the original phase in the matrix.     

基于分子动力学的磁流变液微观结构演化模拟与动态聚合分析

磁流变液优异的力学性能与高效的可控性能使其成为具有广阔应用前景的一类新型智能材料.针对磁流变液宏观力学性能与其微观结构行为的密切相关性,本工作采用分子动力学仿真软件LAMMPS开展了不同磁场强度和颗粒体积率下磁流变液的微观结构演化模拟,并在此基础上分析了磁流变液的宏观力学性能;进而通过对不同磁场强度、不同颗粒体积率和不同剪应变下磁流变液模拟微观结构的定性观察与定量分析,深入剖析了磁流变液微观结构的演化规律与链簇倾角的统计特性.本工作为进一步揭示磁流变液微观机理与宏观力学性能相关性、开展磁流变液材料及其组成构件的设计优化提供关键理论基础.     

Two-dimensional Model of the Microstructural Evolution in Hot-strip Rolling Processes of C-Mn Steels by Computer Simulations

In the present paper,the two-dimensional comprehensive model,which integrates the temperaturemodel developed by the authors using finite difference methods and microstructural evolutionmodel,has been developed.By using different microstructural evolution equations developed bySellars,Senuma et al.and Easka et al.,the comparison studies have been made,which present that(1) the calculated γ-grain sizes show good agreements with the measured;(2) these equationsshow consistencies at the end of finishing stands.     

凝固过程中对流效应的相场模拟研究进展

阐述了相场方法是凝固过程中对流效应数值模拟的有效方法,分别介绍了考虑强迫对流、剪流、自然对流的相场模型,综述了相场方法在对流领域研究中的应用情况,指出了该研究领域目前存在的问题及今后的发展方向.     

陶瓷烧结过程孔隙演化的二维相场模拟

采用二维相场模型模拟陶瓷烧结过程中颗粒间孔隙的演化过程.选取四方堆积颗粒间气孔作为对象.通过连续的密度场和长程取向场（LRO）描述烧结体的微结构,密度场的演化由Cahn-Hillard（CH）方程控制,而颗粒的取向场演化由时间相关的Ginzburg-Laudau（TDGL）方程控制.上述非线性演化方程利用半隐傅立叶频域法求解.模拟结果反映了颗粒间接触,烧结颈生长和气孔球化的微观过程.量化计算烧结颈生长率以及在不同晶界和表面迁移率比值时的烧结率,较好地符合理论分析的趋势.     

Simulations of Coarsening Behavior for M23C6 Carbides in AISI H13 Steel

Based on the local equilibrium assumption, coarsening behavior of M23C6 carbide at 700℃ in H13 steel was simulated by DICTRA software. The results from the calculations were compared with transmission electron microscopy (TEM) observations. The results show the interfacial energy for M23C6 in H13 steel at 700℃ is thus probably 0.7 J·m-2, which fits the experiments well. The influence of composition and temperature on the coarsening rate was also investigated by simulations. Simulations show a decrease in the coarsening rate when V/Mo ratio is increased, while the coarsening rate increases with increasing temperature.     

序信息系统上的优势关系与规则获取

本文利用优势基粗糙集方法主要讨论了序信息系统中对象集的上下近似、决策规则的发现和知识约简等问题。     

反相微乳液法制备纳米羟基磷灰石及其表征

采用水溶液(W)/环己烷(O)/Triton X-100(S)/正戊醇(A)反相微乳液体系制备出粒径为20～60nm的球状羟基磷灰石(Hap)颗粒,并用TEM、XRD、IR和动态激光散射等手段对合成的样品进行形貌和结构表征.研究结果表明,合成的Hap具有弱结晶性,与人骨结构较相似.改变水油比可实现对纳米Hap颗粒尺寸的控制.微乳液经超声处理后,可制得尺寸为80nm×(5～15)nm的Hap纳米针状晶体.增加Hap微乳液的搅拌时间对纳米Hap的颗粒度、粒度分布影响不大.     

Three Dimensional Morphology and Microstructural Evolution of Bainite in Steels

The 3-D morphology of bainite in steels has been studied by SEM with high resolution. Based on the dual-surface observation results, the bainite is divided into three sub-categories:upper,transient and lower bainites. The subplates composing upper bainite sheaf are lath-like while the whole morphology of lower bainite and that of its subplates are plate-shaped. The subunits in lower bainite seem to be lumpish. The 3-D morphology of transient bainite proves to resemble both upper and lower bainites on some aspects. The microStructural evolution of three types of bainite has been discussed.     

Coarsening Manner and Microstructure Evolution of Al—In Hypermonotectic Alloy during Rapidly Cooling Process

Anumerical model reflecting the real physical processes well has been developed to predict the coarsening manner of the second phase droplets and the microstructural evolution under the common action of nucleation, diffusional growth, colliding coagulation during rapid cooling Al-In hypermonotectic alloys.The model reflects the real physical processes well and is also applicable to other immiscible alloys.