Ni-Al有序能对Ni_(75)Al_(13)Cr_(12)合金原子有序行为影响的微观相场模拟

通过微观相场方法研究了Ni75Al13Cr12合金Ni-Al第一到四层有序能对原子长程有序进程的影响。结果表明:随Ni-Al第一层有序能增大,Al原子的有序化和簇聚程度增加,Cr原子的有序化和簇聚程度随时间发生交替;第二层Ni-Al有序能增大,Al原子的有序度和簇聚程度均减小,Cr原子的有序化和簇聚程度也发生交替,其变化与第一层相反;第三层Ni-Al有序能增大,Al,Cr原子有序化和簇聚的程度和速度均有所增大;第四层Ni-Al有序能的影响与第三层相反。同样变化±10meV,Ni-Al有序能对Al原子有序化和簇聚的影响随层数增大而增大,而第三层Ni-Al有序能对Cr原子的有序化和簇聚的影响最大,第二层Ni-Al有序能对Cr有序化的影响最小,Ni-Al第四层有序能对Cr原子的簇聚影响最小。

有序能对Ni_(75)Al_(15)Cr_(10)合金Cr替代行为影响的微观相场研究

通过微观相场方法研究了Ni_(75)Al_(15)Cr_(10)合金在1073 K时效时,不同原子间有序能下Cr原子的替代行为.结果表明,在γ′有序相中,同时存在Ni-Al原子反位和Cr原子对Ni和Al原子的替代行为,其中以替代行为为主;随着第1,3层Ni-Al和Ni-Cr有序能的增大,Cr原子替代Al位的趋势增大,替代Ni位的趋势减小;第2,4层Ni-Al和Ni-Cr有序能增大时,Cr原子替代Ni位的趋势增大,替代Al位的趋势减小;第1,3层Al-Cr有序能增大时,Cr替代Ni位的趋势增大,替代Al位的趋势减小;第2,4层Al-Cr有序能增大时,Cr替代Ni位的趋势减小,替代Al位的趋势增大.

硬质合金刀具车削Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢的试验研究

使用硬质合金刀具YW2进行Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢的干车削试验。分析了切削速度对车削力及表面粗糙度的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察刀具的磨损形貌。研究结果表明:使用硬质合金刀具YW2干车削Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢时,在小进给量和小背吃刀量切削的条件下,车削三向力的大小顺序为:径向力>轴向力>切向力;受积屑瘤的影响,表面粗糙度呈现出随车削速度的变化先减小后增大的变化趋势;硬质合金刀具后刀面磨损较轻微,而沿刀尖周围出现了较严重的粘结现象,前刀面上出现了较严重的划痕现象,低速时,前刀面还出现了贝壳状的剥落现象。

应变能对Ni_(75)Cr_(16.4)Al_(8.6)合金沉淀过程影响的微观相场研究

采用含应变能的微观相场法,模拟了应变能方式对Ni75Cr16.4Al8.6合金沉淀过程的影响。研究发现,无应变能状态,θ相早期沉淀为等成分有序化加失稳分解机制,形成随机分布组织;固定应变能状态,θ相早期沉淀为非经典形核长大机制,沿[101]方向长大,逐步转向弹性"软"方向[001],形成高度择优取向组织;渐变应变能状态,θ相的早期沉淀机制与无应变能状态类似,组织演化规律接近固定应变能状态。

Ni_(75)Cr_(16.4)Al_(8.6)合金粗化过程标度行为的微观相场研究

基于微观相场模型,研究Ni75Cr16.4Al8.6的粗化后期演化过程。结果表明:L12相和DO22相的标度函数曲线图表明合金沉淀在粗化阶段均表现出标度行为,不加应变能时DO22相结构函数因子和标度函数峰值均大于L12相;加入应变能后,两相的结构函数因子和标度函数的峰值均变小,反映了应变能对两相沉淀粗化过程的阻碍影响;相对于L12相,DO22相减小幅度更大,L12相结构函数因子和标度函数峰值大于DO22相,应变能对DO22相的阻碍作用更大。

Ni-Cr-Al合金中D0_(22)相和L1_2相沉淀过程微观相场模拟

基于微观相场动力学模型和微观弹性理论,对Ni75Cr19Al6.0合金的沉淀过程进行了研究。结果表明,合金沉淀初期,D022相以失稳分解机制从无序基体中析出,L12相以非经典形核长大机制析出,两相均呈现不规则形状且随机分布。共格沉淀相和母相之间的点阵错配度引起的弹性场对沉淀过程产生明显影响,D022相和L12相在沉淀后期表现出强烈的各向异性特征,其形貌均转变为长方块状,沿弹性"软"方向([100]和[001])规则分布,沉淀后期在基体中形成高度择优取向的微观组织。粗化过程中,D022相和L12相的平均半径的立方与时效时间整体上并不满足线性关系,弹性约束系统中的长大规律发生变化。

相场法研究Ni-Al间作用势对Ni75Al14Cr11合金L10预析出相的影响

采用微观相场法研究了Ni75Al14Cr11合金第1个近邻到第4个近邻Ni-Al原子间相互作用势对L10预析出相沉淀过程的影响。结果表明,当第3近邻Ni-Al原子间相互作用势增大或第4种近邻Ni-Al原子间相互作用势减少时,L10预析出相和L12平衡相均提前沉淀,且L10预析出相体积分数减少而L12相的最终体积分数几乎不变;当第3近邻Ni-Al原子间相互作用势减少或第4近邻Ni-Al原子间相互作用势的增大时,L10预析出相和L12最终相都会推迟沉淀,且L10预析出相和L12相体积分数均增大;与上述2种情况相比,改变第1近邻Ni-Al原子间相互作用势对L10预析出相沉淀过程的影响较小,而改变第2近邻Ni-Al原子间相互作用势对沉淀过程几乎没有影响。进一步研究表明,Ni-Al原子间相互作用势改变不影响合金的沉淀机制,将影响L10预析出相、L12平衡相的析出时间、速度和2种相的体积分数,沉淀形貌等,从而影响Ni75Al14Cr11高温合金的结构和性能,对合金优化设计有指导意义。

L1_0相和L1_2相结构原位转变的微观相场法模拟

以Ni_(80)Al_(13)Cr_7合金为研究对象,采用描述单个格点位置原子占位的时间和空间演化为特征的微观相场法,研究了Al和Cr原子在(100)和(200)面上的原子占位变化与时效早期Ni_3(Al,Cr)结构演化之间的关系.研究表明,在时效最初阶段, Al和Cr原子在(100)和(200)面上的成分序参数并不发生变化,然而在两面上的长程序参数相等并随时间逐渐增大,以等成分有序化的形式发生第一次原位转变,形成低有序度的L1_0结构预析出相.当有序度增大到一定值时,Al和Cr原子的成分序参数和长程序参数在(100)面上迅速增大,而在(200)面上则迅速降低,相结构发生第二次原位转变,L1_0结构逐渐向L1_2结构转化.

微观相场模拟弹性畸变能对L1_2相沉淀全过程的影响

基于微观相场法研究不同弹性畸变能对Ni_(75)Al_5V_(20)合金中L1_2相沉淀过程的影响。结果表明:虽然弹性畸变能不同,Ni_(75)Al_5V_(20)合金在温度为1250 K下沉淀时的显微组织演化过程都可大概分为4个阶段,但也有不同之处;在早期沉淀析出的L1_2相中,V原子的占位要远大于Al原子的占位,最终,随着弹性畸变能的增大,在L1_2相中Al原子的占位概率降低,V原子的占位概率增大。在生成化学计量比的L1_2有序相时,Al原子由L1_2相边界逐渐向其内部扩散,而V原子则与之相反,且各原子越靠近L1_2相的边界扩散速度越快,反之越慢。

L1_2相间有序畴界成分的微观相场研究

利用微观相场模型研究了有序畴界结构、合金成分和弹性应变能对Ni75AlxV25-x合金中L12-Ni3Al相间有序畴界成分的影响规律。结果表明:L12相间形成的3种有序畴界中,在(100)//(200)·[001]处,Ni的贫化程度最小,Al的贫化程度最大,V的偏聚程度最大;在(200)//(200)处,Ni的贫化程度最大,Al的贫化程度最小,V的偏聚程度最小。随着合金中Al浓度的增加,3种有序畴界处Ni的浓度降低,Al的浓度升高,V的浓度降低。弹性应变能使得L12相间3种有序畴界处Ni和Al的浓度升高,V浓度降低。但弹性应变能对(200)//(200)·[001]和(100)//(200)·[001]成分的影响较大,对(200)//(200)成分的影响则相对较小。