Ni-Al-V合金有序畴界面结构的微观相场模拟

利用微观相场动力学模型模拟了Ni-Al-V合金沉淀有序相之间界面的微结构及其演化过程。研究结果表明,L12相之间形成3种类型的畴界结构,界面宽度较小,其中一种界面处Al原子占位几率基本达平衡值。D022相根据投影后[10]和[01]两个不同取向的结合,形成8种类型的畴界结构,相同取向的畴界较宽,不同取向的畴界处V原子占位几率较高。两种不同有序相形成4种类型畴界,由于后析出相在先析出相的界面形核长大,界面处相应原子占位几率达平衡值,两相界面处连续过渡。D022有序相[01]方向形成的界面随沉淀过程进行,由无序变为有序窄界面,之后界面处又发生分解成为无序相。

Ni-Al-V合金L1_2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L1_2(Ni_3Al)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:L1_2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L1_2相的(100)和另一个L1_2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.

相场方法研究Ni-Al-V合金的竞争沉淀过程（英文）

采用微观相场动力学模型,在原子层面上研究Ni75AlxV25-x合金中γ′相和θ相的沉淀过程及微观结构演化。模拟实验结果表明,Al浓度对沉淀序列具有重要的影响。低Al浓度合金中,先析出θ(Ni3V)有序相,随后析出γ′(Ni3Al)有序相;中Al浓度合金中,θ有序相及γ′有序相几乎同时析出;高Al浓度合金中,γ′有序相先析出,θ有序相随后析出。沉淀过程中,θ有序相和γ′有序相长大和粗化过程中存在竞争关系,无论先析出哪种相,θ有序相在粗化的竞争过程中占有优势。因此,沉淀最后形成择优取向的显微组织。

Ni-Al-V合金DO_(22)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DO22(Ni3V)相沿[100]和[001]方向形成的有序畴界面,对界面结构及其界面处合金元素的成分进行了研究。结果表明:DO22相沿[100]和[001]方向形成3种稳定界面,且都不可以迁移;界面性质与界面结构有关,(002)//(100)界面处易析出L12相,主要存在于沉淀早期;(002)//(100)·?[100]界面在沉淀后期易形成一种过渡界面;{110}孪晶界面则是三类界面中相对常见和稳定的界面;合金元素在不同的界面处有不同的偏聚和贫化倾向,在所有的界面处V原子贫化而Ni原子偏聚,Al原子在(002)//(100)·?[100]界面处贫化,在其它界面处偏聚,且各元素在不同的界面处偏聚以及贫化程度也不一样。

Ni-Al-V合金中异相界面成分及其演化的微观相场模拟

基于微观相场模型模拟Ni-Al-V合金沉淀过程,研究合金中有序无序界面和异相间有序畴界的成分及其演化。研究表明,合金元素的偏聚和贫化与界面类型有关。在DO22相与无序相间的有序无序界面处,Ni和Al偏聚,V贫化;在L12相与无序相间的有序无序界面处,Ni和Al贫化,V偏聚;在异相间有序畴界处,V在界面的DO22相一侧贫化,在界面的L12相一侧偏聚;Al则在界面的DO22相一侧偏聚,在界面的L12相一侧贫化。Ni的成分分布与界面的形成方式有关。随着时间的进行,界面处合金元素的成分分布变得更加明锐,但合金元素的偏聚和贫化倾向不变。

微观相场模拟Ni_(64)Al_(21)V_(15)合金中L1_2、DO_(22)相形成的原子迁移

利用微观相场动力学模型研究Ni64Al21V15合金1150K下的L12相、DO22相转变的过程,详细分析合金元素在两相中不同原子面和各个格点上的占位几率及其演化过程,探讨原子迁移机制。研究发现Ni64Al21V15合金沉淀过程L12相向DO22相结构转变存在两种晶体学位向关系类型:(001)L12→(001)DO22和(001)L12→(100)DO22。Al、V和Ni原子首先在原子面间跃迁,由均匀、无序的状态分别向各原子面富集,同时发生有序化反应。Al和V原子优先占据β和β1位(以Al原子为主),Ni原子优先占据α1和β2位。随后Al、V和Ni原子在面内迁移,Al原子占据β1和α1位,V原子占据β和β2位,Ni原子主要占据α1位,从而实现L12相转变成DO22相。

电弧熔炼态NiAl-V合金的组织演变及力学性能

采用真空电弧熔炼制备了Ni-34Al-32V及Ni-28.5Al-43V(原子分数,%)合金。对于真空电弧熔炼纽扣锭微观组织及力学性能进行了研究。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)仪,扫描电镜(SEM)分析了合金不同凝固位置处的相组成和组织形态。结果表明,32V合金的凝固组织由NiAl初生枝晶及NiAl+V片层共晶组成;43V合金的凝固组织由V初生枝晶与NiAl+V片层共晶共同组成。同时对合金进行了力学性能测试,高温压缩强度与室温断裂韧性较NiAl合金均有很大提高,表明V的加入可提高NiAl合金的室温断裂韧性与高温强度。

电弧熔炼Ni-28.5Al-43V过共晶合金的组织与性能

采用真空电弧熔炼制备了Ni-28.5Al-43V成分的合金。对于真空电弧熔炼纽扣锭不同位置处微观组织及力学性能进行了研究。利用光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),分析了合金不同凝固位置处的相组成和组织形态。结果表明,合金的凝固组织主要是由V相枝晶组织与NiAl+V片层共晶组成。同时对初生相及共晶相进行显微硬度测定。初生V相硬度(HV)在398~425之间,约为纯V硬度的3倍,表明V的固溶强化效果较为明显。另外,高温压缩强度与室温断裂韧度较NiAl合金均有很大提高,表明V的加入可提高NiAl合金的室温塑性与高温强度。

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。

Ni64Al21V15沉淀过程DO22向L10(M=1)结构转变的微观相场模拟(英文)

基于微观相场模型,研究了Ni64Al21V15合金在1150K时效过程中相结构演化。结合微观组织演化图像和各个格点上原子占位几率的演化,分析了DO22结构向L10(M=1)结构转变机制。合金沉淀中期,在相界处析出L10(M=1)结构。研究发现,L10(M=1)结构形成可分为3类:在DO22与L12相界处形核,沿[001]方向排列,向DO22相扩张;在DO22结构90°有序畴界处形核,沿[001]方向排列,向DO22扩张;在2个[100]向排列的DO22结构交界处形核,沿[100]方向排列,向DO22结构扩张。DO22相中,V主要占据β位,Ni主要占据α2和α3位,Al主要占据α1位;随后,V向α2位跃迁,在(002)面富聚且发生有序化,逐渐占据β和α2位,Ni原子发生面间跃迁,由α2位跃迁至α1位,逐渐占据α1和α3位,Al原子向相外扩散。DO22结构最终转变为高度有序的L10(M=1)结构。