微观相场法研究沉淀早期两相竞争对筏化的影响

基于微观相场动力学模型,研究沉淀早期不同成分Ni-Al-V合金时效时有序相的生长和组织生长方向的变化。结果表明:沉淀早期有序相间的竞争生长会很大程度地影响合金的形貌及生长方向。在一定的温度、应力场作用下,Al含量较低时,DO22有序相先析出,DO22相颗粒数量较多、尺寸较小,有序相的筏化不明显,合金整体上无显著的筏化现象;Al含量稍高时,L12相先析出,DO22相颗粒数量较少、尺寸较大,组织在[010]方向上发生一定程度的择优生长;Al含量较高时,L12相先析出,DO22相颗粒数量继续减少、尺寸继续增大,组织在[100]方向上显示出较强的筏化趋势;较低温度时效的合金L12有序相析出提前,组织的筏化趋势较弱。     

Ni75CrxAl25-x合金原子替代行为的微观相场模拟

利用微观相场动力学模型模拟研究873K时Ni75CrxAl25-x合金中Cr原子的替代规律。在合金沉淀过程中,Cr原子部分替代Al原子格点形成L12结构的γ’相(Ni3Al1-xCrx)。Cr原子在L12相内的占位几率极限值较小,当Cr含量超过3%时,L12相内Cr原子的浓度接近饱和值。在L12相的有序畴界处,Cr原子完全取代Al原子位置,形成稳定的Ni3Cr相(D022结构)。该合金最终沉淀产物为Ni3Al-Ni3Cr混合相。     

时效时间对Al-Cu-Li-Zr-Ce合金断裂机制影响的半定量研究

以Al-Cu-Li-Zr-Ce合金为研究对象,采用半定量分析统计方法,研究其断裂韧性机制,重点讨论时效时间和裂尖应力状态对合金分层开裂机制的影响。结果表明:随时效时间延长,起始区分层开裂特征所占比例越大,韧窝比例越小,甚至出现准解理特征;稳态扩展区,分层开裂为主要开裂机制;近失稳扩展区,分层比例下降,准解理逐渐成为主要断裂特征。随时效时间延长和裂纹扩展,分层厚度减小。分层裂纹的产生及扩展与主裂纹扩展及合金的时效时间有密切的关系。断裂韧性试样断口上分层比例较高时,合金可以获得较高的强度,同时保持相对较高的韧性。     

外势场作用对Al-Cu-Fe准晶自由能影响的计算

基于Thomas-Fermi模型,计算研究了电场作用下Al-Cu-Fe系合金及其Al62.5 Cu25 Fe12.5,准晶相的自由能和吉氏自由能的变化趋势.结果表明:固溶温度下Al62.5,Cu12.5,准晶的电场稳定性最低,其次是化合物Al7Cu2Fe,二元化合物Al2Cu的稳定性要远高于前两者,但比固溶体的电场稳定性要低.正、负边界势和极板电压作用下,准晶、化合物、固溶体的自由能与吉氏自由能随边界势和极板电压的升高而升高,且近似零点对称,但正边界势和正极板电压的作用要比负边界势和负极板电压的作用强.     

Ni75AlxV25-x合金沉淀相粗化行为的微观相场模拟

基于共格应变的微观弹性理论和微观相场动力学模型,模拟了Ni75AlxV25-x合金沉淀过程的组织演化和粗化行为．结果表明：两种沉淀相颗粒在粗化阶段均表现出明显的取向性．θ相（Ni3V）沿[100]方向的生长趋势明显超过[001]方向,γ’相（Ni3Al）沿（001）方向排列．二相析出顺序与Al含量有关,先析出相的长大和粗化两个阶段比较分明,后析出相的长大和粗化过程同时进行．两种有序相发生粗化以相邻颗粒碰撞并融合为较大颗粒的方式进行．不同浓度的合金两相析出先后顺序及体积分数不同,但最终形貌基本一致,两相均呈长方块状分布,并且具有（001）θ‖{100}γ＇的取向关系．     

Ni-Al-V合金L12相间有序畴界面的微观相场模拟

利用微观相场动力学模型模拟Ni-Al-V合金沉淀过程中L12(Ni3Al)相间有序畴界面,对界面结构及其界面处原子的行为进行了研究.结果表明:L12相间存在3种稳定的平移界面以及2种过渡界面;界面的迁移性与界面结构有关,一个L12相的(100)和另一个L12相的(200)对应且有两个Ni原子面的界面以及(100)和(100)对应且有两个Ni原子面的稳定界面可以迁移,迁移前后界面结构保持不变,迁移的过程中形成过渡界面;而(100)和(200)对应且有一个Ni原子面的稳定界面则不可迁移.合金元素在不同的界面处有不同的偏聚和贫化倾向,Al原子在所有界面处贫化,V原子在所有界面处偏聚,Ni原子在可迁移界面处贫化,而在不可迁移界面处偏聚,且各元素在不同的界面处偏聚以及贫化程度不同.     

B2-FeAl 有序相中成分与温度对占位与反位缺陷的影响: 相场法研究

原子占位与反位缺陷对金属间化合物合金的物理与机械性能产生巨大的影响。B2-FeAl作为一种具有优异性能的材料,研究其中的原子占位与反位缺陷具有十分重要的意义。本文利用相场方法研究了B2-FeAl有序相中铝浓度与温度对原子占位与反位缺陷变化趋势的影响。研究结果表明,铝浓度的增加或者温度的降低能够加速母相中的溶质原子分离,进而使得铝原子占位、铁原子占位以及反位铁或铝更早达到平衡态。特别地,铝浓度的升高或温度的降低能够增强铝和铁的占位,并减少两种类型的反位缺陷。此外,研究结果还表明铝浓度或者温度的变化不能改变B2-FeAl有序向中主要的反位缺陷类型。     

共格沉淀相粗化行为的计算机模拟研究

将微观弹性应变能理论和微观扩散方程相耦合，建立起时效过程微观晶格动力学模型。对溶质浓度为14at％的二元立方点阵模型合金的共格沉淀粗化行为进行模拟。研究发现：该合金沉淀机制以形核长大为主，兼有失稳分解特征；由于共格失配，沉淀相为片状，趋于沿弹性软化方向排列。其粗化作为伴随过程进行，位于软方向上的颗粒继续长大和粗化，位于软方向外的颗粒逐渐消失；而位于同一行或列上的颗粒则遵循：小颗粒溶解，大颗粒长大。     

铝基复合材料；真空钎焊；接头强度；断裂分析

采用Al-28Cu-5Si-2Mg钎料，在真空高频感应条件下对SiCp/LY12复合材料进行了钎焊连接。试验结果表明：钎焊温度、保温时间、SiC颗粒的体积分数以及焊后时效处理均会影响SiCp/2024Al复合材料钎焊接头的连接强度：钎缝中有少量SiC颗粒存在，且分布不均匀。在靠近母材处出现贫化区，在钎缝中心两侧有较小的集聚区。SiCp/LY12复合材料钎焊接头的断裂是由于钎缝金属中的SiC颗粒成为裂源，裂纹沿钎缝作低能量撕裂所致。     

Al-Li合金回归机制的计算机模拟

基于离散格点形式的微扩散方程(Langevin方程),对Al-Li合金在回归过程中δ-Al_3Li相溶解进行了原子层面计算机模拟,分析了析出相在回归过程中原子图像和序参数的演化,进而探讨了Al-Li合金的回归机制.首次探明Al-Li合金的回归过程有序相演化序列为化学计量比δ′相→非化学计量比有序相→无序基体,并论证了亚稳区合金的回归过程更趋向于失稳区合金时效过程的逆过程;失稳区合金的回归过程更趋向于亚稳区合金时效过程的逆过程.