微弹性微观相场研究不同时效过程下L1_2和D0_(22)的原子占位(英文)

用包含弹性应变能的微观相场法研究L12-Ni3Al相和D022-Ni3V相在1000K,1200K单温度时效及1000K和1200K交变温度下时效的原子占位。研究表明:从1000K单温度时效经由交变温度时效至1200K单温度时效过程中,L12相中的正位原子NiNi和AlAl及D022相中的正位原子NiNi和Vv的占位几率随时间延长而下降,两种结构中的反位缺陷NiAl,NiV,VNi和AlNi及替代缺陷AlNi,AlV和VNi的占位几率却随时间延长而上升。平衡时的L12相中的NiNi占位几率大于D022相中的NiNi,L12相中的AlAl占位几率小于D022相中的VV,反位缺陷和替代原子在L12相中的占位几率均大于D022相。在交变时效下,原子占位几率的时间演化曲线呈"长城"状,曲线顶点的占位几率值小于相应的单温度时效下的平衡值,但是曲线谷值大于相应的单温度时效下的平衡值。

微观相场法研究应变能对Ni_(68.2)Al_(22.7)V_(9.1)合金中两相沉淀及原子占位的影响

采用微观相场方法,以 Ni68.2Al22.7V9.1 合金为例研究了应变能对两相沉淀及原子占位的影响。研究结果显示:沉淀过程中应变能明显使 L12沉淀相增加,对DO22相的沉淀有一定的抑制作用;由于 DO22相减少,V原子在L12相中各个位置的占位几率增大,而且应变能越大占位几率越高;应变能对Al原子在L12相中的α1位的占位几率影响不大,只有小幅度的降低,但明显降低了Al原子在α2位和β位的占位几率;各种情况下V原子在 L12相β位的占位几率始终高于α位。

Ni_(75)Al_(15)Mn_(10)合金γ′相沉淀过程以及原子占位的微观相场模拟

基于微观相场模型和微观弹性理论,对Ni75Al15Mn10合金γ′相沉淀过程以及原子占位进行了原子层面的计算机模拟。结果表明:合金在1273K进行时效,沉淀早期先析出L10结构,之后随着有序度的增加,逐渐转变为L12结构;原子的有序化早于成分簇聚,γ′相的沉淀机制为等成分有序化+失稳分解的混合机制;γ′有序相的体积分数比γ无序相小,且γ′和γ相的体积分数比值约为60%;Al原子主要占据β格点(γ′相顶角位置),αⅡ和αⅠ格点主要由Mn原子占据,且在αⅡ格点占位几率高于αⅠ格点,Mn原子主要占据Ni位,形成的γ′相为单一的(Ni,Mn)3Al相。

温度对L1_0到L1_2有序转化中原子占位影响的相场模拟

基于三元微观相场动力学模型模拟了在弹性畸变能常数B=800时,不同温度对Ni_(75)Al_(14)Mo_(11)合金沉淀过程的影响。结果表明,该合金首先析出L1_0相,其大部分为L1_0(II)型;随着时效的进行,基体中L1_0相全部转变为L1_2相;在弹性畸变能与温度的综合作用下,Ni_(75)Al_(14)Mo_(11)合金的有序化和簇聚变化量很小。Ni原子倾向于占据α位和β1位;Al、Mo原子倾向于占据β_2位,但Al原子占位几率远大于Mo原子;最终,在同一畸变能下,随着温度的升高,在各位置上Ni、Mo原子占位几率下降,Al原子占位几率增加。

相场法研究弹性畸变能对Ni-Al合金有序化过程的影响

采用微观弹性相场动力学模型,研究由共格错配产生的弹性畸变能对Ni-Al合金沉淀过程中γ′(Ni3Al)相有序化过程的影响。模拟结果表明,对于不同的沉淀机制,如非经典形核、非经典形核与失稳分解的混合机制及失稳有序化,弹性畸变能均阻碍Al原子在β格点的占位,从而阻碍有序化过程的进行。同一时间步长下,考虑弹性畸变能的合金,其γ′相内浓度和长程序参数曲线的高度和宽度均小于忽略弹性畸变能的合金,曲线分布更加弥散。弹性畸变能改变了γ′相的空间排列及微观形貌,最终形成沿弹性'软方向'择优排列的共格微观组织。

Ni_(75)Al_(6.5)V_(18.5)合金沉淀过程界面演化的微观相场模拟

采用微观相场动力学模型,模拟了Ni_(75)Al_(6.5)V_(18.5)合金的早期沉淀过程。通过分析原子演化图像、原子的占位几率,探讨了沉淀机制及一些非平衡现象。结果表明,可迁移界面均具有特定的原子跃迁模式,且原子跃迁呈现一定的规律。其中,异相界面(100)D∥(200)L和(100)D∥(200)L·1/2[001]在迁移前后,均保持原来的界面结构不变,而(200)D∥(100)L·1/2[100]迁移后形成(200)D∥(100)L,且这两种界面交替出现;L12相向DO22相的转变是异相界面迁移诱导的过程:两相界面处的Ni原子选择最优路径跃迁至最近邻的Al格点上,V原子则迁移向DO22畴内部,Al则向外迁移至两相界面处。异相界面迁移以原子跃迁和替换模式进行,遵循阻力最小和行程最短的规律,即L12相向DO22相的转变过程表现出热力学和动力学最优化的特点。