Microscopic phase-field study on directional coarsening mechanism caused by interaction between precipitates in Ni-Al-V alloy

A microscopic phase-field model was used to investigate a directional coarsening mechanism caused by the anisotropic growth of long period stacking and different effects of phases on precipitation in Ni-Al-V alloy.The results show that DO22 mainly coarsens along its short axis,which may press the neighboring L12,leading to the interaction among atoms.Diffusion channels of Al are formed in the direction where the mismatch between γ＇ and γ reduces;the occupation probabilities are anisotropic in space;and direction coarsening of L12 occurs finally.With a rise of ageing temperature,phases appear later and DO22 is much later at a higher temperature,the average occupation probabilities of Al and V reduce,and Al changes more than V.

基于条形卷积和上下文感知的近海水产养殖提取方法

利用中等分辨率遥感影像,针对近海养殖区边界模糊、筏式和网箱养殖存在类间干扰等现象,以ResUnet模型为基础,提出一种带有条形卷积模块和上下文感知单元的MSUResUnet模型,以提高模型的特征提取能力,改善近海水产养殖提取任务中出现的漏提和粘连等问题.模型中利用条形池化模块增强编码层与解码层信息的交互,引入条形卷积模块增强对水产养殖线性特征的捕捉能力,通过增加上下文感知单元获取水产养殖区丰富的多尺度上下文信息.在Sentinel-2 MSI数据上的实验结果表明,参与比对的6个模型中,MSUResUnet模型精度最优,其Kappa系数、 MIoU、 OA和F1分数分别达到了89.17%、 84.33%、 96.38%和91.19%;MSUResUnet在养殖较密集的兴化湾、三沙湾和罗源湾附近海域均获得较高精度,具有较强的特征提取和抗干扰能力,能够满足高精度的大范围中等分辨率影像近海水产养殖信息提取需求.

新型定向凝固镍基高温合金DZ445中γ'相在高温下的演变规律

通过对新型定向凝固镍基高温合金DZ445进行800~900℃热暴露试验,研究了合金中γ'强化相在高温下的演变规律。结果表明:高温下γ'相的长大受基体元素扩散控制,长大动力学遵循Lifshitz-Slyozov-Wagner熟化规律,扩散激活能为305 kJ·mol^(-1);合金组织稳定,即使是在900℃热暴露10000 h,γ'相颗粒的平均尺寸也只增大至(928±14)nm,在800~900℃下热暴露10000 h时γ'相体积分数保持在50%上下,未观察到拓扑密堆相析出;在850,900℃热暴露过程中,γ'相形貌由类球状向立方或四方块状转变,这种转变与颗粒尺寸和晶格错配度有关。

分离式布桩-整体式承台桩筏基础若干问题探析

从概念设计、桩刚度取值和冲切验算三个方面,对分离式布桩-整体式承台桩筏基础存在隐患进行探讨分析。通过调查部分项目的实测数据,并结合算例进行对比分析,证实了基础安全度较难保证。为此,提出承台冲切验算时,必须考虑双向不平衡弯矩影响的原因,并进行验证。

镍基单晶高温合金定向粗化行为及高温蠕变力学性能研究进展

镍基单晶高温合金是一种广泛应用于航空发动机和工业燃气轮机的两相叶片材料,由软的γ基体相和均匀镶嵌在其中的立方状γ′沉淀强化相组成.它有个显著的特征,即在高温施加应力条件下,γ′沉淀相会发生定向粗化,形成筏状.这种筏化行为直接影响了合金的蠕变疲劳寿命,是镍基单晶高温合金强化机制研究的重点.此外,镍基单晶高温合金无晶界,不存在高温晶界弱化、纵向晶界裂纹等问题.因此,γ/γ′相界面的位错运动、微观结构以及在载荷和温度作用下的演化决定了其蠕变力学性能.本文从镍基单晶高温合金的微观强化机制出发对定向粗化行为及蠕变力学性能进行了综述.重点介绍了定向粗化行为发生的微观机理、驱动力、影响因素和蠕变过程中界面微结构演化、蠕变力学模型以及定向粗化对高温蠕变力学性能的影响,指出了高温蠕变力学性能研究的发展方向和仍待解决的问题.

单晶Ni基合金高温蠕变期间γ'定向粗化驱动力的有限元分析

为研究γ＇相定向粗化现象，采用有限元方法（ＦＥＭ）计算了单晶 Ｎｉ基γ和γ＇双相合金有／无外加载荷时的热错配应力及应变能密度．结果表明：外加载荷改变了γ和γ＇相内的ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ应力及应变能密度分布，与弹性应变相联系的共格应变能变化是γ＇相定向粗化的驱动力．外加拉伸或压缩应力，引起立方γ＇相不同界面晶格发生挤压或扩张应变，晶格的挤压应变可排斥γ＇相中原子半径较大的ＡＩ，Ｔａ等溶质元素；扩张的晶格可诱捕这些元素，以促进γ＇相的定向生长，因此，沿（１００）方向扩张晶格的法线方向是γ＇相形筏的生长方向．随γ＇相弹性扩张晶格应变及γ相粘滞塑性流变的增加，元素扩散及γ＇相形筏速率提高。

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。

单晶高温合金蠕变行为研究现状

综述了国内外单晶高温合金蠕变行为研究现状,分析了蠕变行为中γ′相定向粗化机理、蠕变各向异性和蠕变过程中位错演化问题,探讨了单晶高温合金蠕变行为的研究方向。

镍基单晶高温合金γ′的定向粗化机理

研究了外应力作用下［００１］取向镍基单晶高温合金γ／γ′共格弹性应变各向异性及γ′定向粗化驱动力问题；针对γ′析出相由立方形演变成杆状、片状和块状筏形组织的实验现象，描述了γ′发生Ｐ型、Ｎ型和Ｐ－Ｎ型定向粗化时原子的扩散途径以及共格相界面的迁移行为；分析了γ′沿不同取向定向粗化时对总相界面能的贡献并讨论了γ′的纵向合并行为．

一种单晶镍基合金蠕变期间γ'相的定向粗化机制

对[001]取向单晶镍基合金恒载拉伸蠕变不同阶段的组织形貌进行了SEM，TEM观察和EDAX成分分析，研究了γ＇相定向粗化过程及机理结果表明：蠕变初期，两相邻γ＇相呈侧平面对接方式，沿垂直于应力轴方向定向生长为类似筛网的核状组织，外加应力使γ＇／γ界面共格应变减少，应变能降低，释放的能量是促使合金元素定向扩散形成筏状γ＇结构的驱动力．

热处理对一种镍基单晶高温合金高温蠕变性能的影响

对[001]取向的一种镍基单晶高温合金进行了1050℃,160MPa的拉伸蠕变试验。结合合金性能数据和变形形貌、位错组态的观察,分析了不同热处理制度对合金在高温低应力条件下蠕变性能的影响。结果表明,尺寸为0.4μm左右、规则排列的立方γ′具有较好的高温蠕变性能,而较小的γ′和较大的γ′均不利于合金在高温下的蠕变性能;二次时效处理对提高合金高温蠕变强度的作用不大;筏形组织的完善程度影响合金高温下的蠕变性能;二次γ′相不利于提高合金高温蠕变性能。

镍基单晶高温合金定向粗化行为的取向依赖性 Ⅰγ’形态的SEM观察

利用ＳＥＭ对镍基单晶高温合金中γ’颗粒定向粗化及其取向依赖性进行了观察，结果显示， γ’颗粒形态依赖于应力轴取向，而粗化方向均为〈１００〉．

镍基单晶高温合金定向粗化行为的取向依赖性 Ⅱ有限元分析

本文对点阵错配力和施加外载后的内应力大小及分布进行了有限元计算．结果表明，基体通道的应力分布与γ’颗粒的定向粗化有密切联系，定向粗化的驱动力是塑性变形不均匀分布导致的错配力各向异性松弛。

CMSX-2合金组织细化对γ′定向粗化行为的作用研究

对枝晶间距不同的CMSX 2单晶高温合金的持久性能及γ′定向粗化行为进行了研究 ,结果表明 ,随着凝固组织细化 ,合金的持久寿命显著提高。其原因在于 ,凝固组织细化明显影响持久变形过程中γ′的定向粗化行为 ,通过提高筏型组织形成的均匀性。

镍基单晶高温合金CMSX-2原始树枝状晶中γ'相的定向粗化

在760－1050℃和750－140MPa范围内，选择不同温度和应力的配合对CMSX－2合金进行持久拉伸至断裂，观察了试件原始树枝状晶各区域（枝晶干、枝晶臂及枝晶间）中γ’相的定向粗化及合金元素的分布特征结果表明，γ’的走向粗化程度在枝晶干内最大，在枝晶臂内次之，在枝晶间最小.在所有这些区域中，试验温度较高者的γ’定向粗化程度较大；各试件在持久试验后，γ形成元素W，Cr和Co，γ’形成元素Al和Ta，在原始树枝状晶结构中呈一定规律分布，分析了合金元素再分布对γ’定向粗化的贡献，试验温度、应力和时间与元素分布比的关系。

单晶镍基合金拉伸蠕变期间γ′相定向粗化的特征及影响因素

对 [0 0 1 ]取向单晶镍基合金恒载拉伸蠕变的组织形貌进行 SEM观察和 EDAX成分分析 ,研究了 γ′相定向粗化特征及影响因素。结果表明 ,由于应力场和温度场的差别 ,蠕变样品不同位置处筏状 γ′相粗化尺寸及特征不同 ,近断口处筏状 γ′相扭曲且粗化加剧 ,随离断口距离增加 ,γ′相粗化程度减弱 ;在γ′相定向粗化的扩散场中 ,分配比值较小且相对稳定的元素 W可成为其他元素的扩散障碍 ,使合金 2中 γ′相的形筏时间明显延长。

相场法模拟应力时效过程中共格有序第二相的析出和粗化

采用双场耦合条件下的宏观相场法,实现了模拟外加应力下无序基体中共格有序第二相的析出和粗化。结果发现,在外加应力下,第二相颗粒将发生定向粗化,形成筏状组织,成筏的方向取决于外加应力的性质、点阵错配的正负以及两相的弹性模量差。沉淀体积分数越大,颗粒合并和反相畴界对沉淀形貌的影响越显著,导致许多颗粒呈现不规则形貌。颗粒的对齐有两种机制,一是链条外颗粒的溶解,一是颗粒的迁移。在粗化过程中,多颗粒体系首先通过前1种机制形成链条,然后通过第2种机制使链条进一步对齐。

二元合金定向凝固的三维相场模拟

利用三维相场模型对Al-Cu二元合金定向凝固过程进行数值模拟,研究定向凝固过程中固液界面前沿的变化规律和胞晶的粗化机制,分析不同过冷度对界面形态的影响.结果表明:在定向凝固过程中,胞晶的粗化是熔化和合并共同作用的结果;定向凝固过程中,随着过冷度的减小,定向凝固中的固液界面形态易向平界面发展.

筏式波浪能发电装置浮体水动力相互作用与能量俘获研究

基于三维势流理论,建立筏式波浪发电装置多浮体水动力模型。利用AQWA水动力软件研究多浮体水动力相互作用对发电装置浮体单元水动力系数的影响;将能量转换系统等效成刚度-阻尼模型后,对其进行不规则波时域模拟,对比分析方向谱和频率谱波浪模型对波浪发电装置能量吸收的影响。结果表明:浮体之间的水动力相互作用对浮体单元纵荡方向上的附加质量与辐射阻尼系数有明显的影响,对垂荡和纵摇方向上的水动力系数影响较小;不同的波浪模型下,能量俘获功率有着较大的差别,特别是在迎浪状态下。

单晶镍基合金蠕变期间γ＇相的定向生长及影响因素

通过测算不同成分Ni-Cr-Co-W-Mo-Al-Ta系单晶合金在蠕变期间元素扩散的迁移率和γ′相定向粗化速率,研究了元素之间相互作用对扩散速率及γ′相定向粗化速率的影响。结果表明:在γ′相定向粗化期间,合金中γ′相的筏形化速率随成分和应力不同而变化,且γ′相筏形化时间随施加应力的提高而缩短,其中,元素扩散及γ′相定向粗化的驱动力与施加应力及弹性模量相关。元素之间的相互作用对元素Al的扩散速率有影响,随合金中难熔元素Ta+Mo总含量及Ta/W的比值增加,可提高Al的扩散激活能,降低Al的扩散速率,延长γ′相的筏形化时间。在γ′相定向筏化的扩散场中,由原子偏聚形成有序相是自由能降低的自发过程,其中较大半径的Al、Ta原子迁移至{100}晶面,可形成异类原子结合键及稳定的原子堆垛方式,是形成Ll2结构γ′有序相的主要原因。