Al-Cu-Mg-Ag合金Ω相价电子结构与沉淀硬化能力的关系

基于固体与分子经验电子(Empirical electron theory of solids and molecules,EET)理论,计算了Ω相的价电子结构,分析了主键络的空间分布形态,研究了最强共价键与位错运动、共价电子密度与析出相强度、成键能力与析出相稳定性的关系.结果表明:Ω相共价主干键络呈三维"梅花"状分布,"花心"由Cu-Cu原子最强共价键连接;基体α最强共价键的键合力n1α 为0.20857,Ω相的n1Ω 为0.49056,基体{111}晶面上析出的Ω相使{111}晶面上位错滑移的阻力增加135.20％;从共价电子密度看,Ω相强度比S、θ'相的分别大2.67％和15.83％;从成键能力看,Ω相的稳定性比S和θ'相的分别大91.31％和291.92％;从共价电子结构看,{111}晶面析出的Ω相的沉淀硬化能力比{001}晶面析出的S、θ'相强.     

Al-Cu-Mg合金S相及S/a相界面价电子结构分析

基于EET理论,计算了a-Al与S相及S/a相界面的价电子结构,分析了S相价电子结构与析出强化、S/a相界面价电子结构与界面性能的关系。研究表明：S相共价键分布较为均匀,Cu原子将S相原子间键合力最强的4条共价键连接在一起构成主键络。S相析出强化的微观本质在于其最强共价键的键合力比基体a-Al的大135.14%,对位错运动具有较强的阻力作用。S相与基体a-Al形成的(100)_S//(100)_a和(010)_S// _a及(001)_S//(021)_a面的共价电子密度差Dr分别为0.003%、3.564%和5.811%,(100)_S//(100)_a面上的共价电子密度为10.3915 nm^_-2和10.3918 nm^_-2,(010)_S// _a面上的共价电子密度为0.0486 nm^_-2和0.0469 nm^_-2,(001)_S//(021)_a面上的共价电子密度为0.0486 nm^_-2和0.0459 nm^_-2。与(001)_S//(021)_a和(010)_S// _a面相比,(100)_S//(100)_a面的原子键合力与共价电子密度均最大,共价电子密度差最小,界面连续性最好,界面的应力最小。     

Al-Cu-Mg-Ag合金Ω/Mg-Ag/α界面价电子结构分析

基于EET理论,研究了W相与基体α之间界面的原子结构,计算了a、Mg-Ag偏聚区、W相空间价电子结构和W/Mg-Ag/a界面、W//a界面的价电子结构,分析了W/Mg-Ag/a界面价电子结构与界面性能的关系。研究表明：Ω/Mg-Ag/α界面外层Mg-Ag/α面电子密度差为16.54%,内层Ω/Mg-Ag面电子密度差为50.73%,外层的连续性好于内层;Mg-Ag层使W相与基体α间的界面电子密度差减小1.13%,使(111)_α面上的最强共价键键合力增大14.52%、(111)_α面的共价电子密度增大146.87%、(001)_Ω面最强共价键键合力增大45.85%、(001)_Ω面的共价电子密度增大了45.30%。Mg-Ag层增大了W相对位错滑移的阻力,减小界面两侧相平面的电子密度差,增加了界面连续性,减小了界面应力,增大了界面结合力,增大了界面稳定性,提高了合金的强韧性。     

小角度晶界对单晶高温合金N5持久性能的影响

以二代N5单晶高温合金为研究对象，利用高速凝固法（HRS）技术通过籽晶法制备了分别含有5.4°、9.8°、15.8°、18.4°小角晶界的N5合金双晶板。对含不同小角度晶界的N5合金双晶板所制备的标准样品在870℃下进行高温拉伸性能测试，在750℃/820 MPa和1 093℃/158 MPa条件下进行横向持久性能测试，再借助扫描电镜对各断口形貌进行分析。结果表明：随着小角晶界取向差的增大，N5合金的拉伸性能逐渐变差，塑性也逐渐减小，合金的屈服现象逐渐消失，合金的应变硬化现象逐渐减弱。除此之外，随着小角晶界取向差的增大，N5合金的持久性能降低，伸长率减小。