Ni_(75)Al_(5.5)V_(19.5)合金沉淀行为的微观相场模拟

利用微观相场方法模拟了Ni75Al5.5V19.5合金两种有序相D022和L12随温度变化时的不同沉淀过程。发现过冷度在相变驱动力中处于主导地位。高温下D022相首先析出,之后L12相在D022相和无序相的界面以及D022相形成的界面处析出,L12相长大时同时向无序基体和D022相推移;低温下L12相先析出,D022相在L12相的界面处形核长大,同时L12相通过失稳分解由非化学计量相向平衡相转变,其尺寸减小。该合金最终两相体积分数同时达到平衡并基本相等。随温度降低,L12相由高温时的非经典形核与失稳分解的混合机制向低温时的失稳分解转变;D022相的沉淀机制由非经典形核与失稳分解的混合机制向低温时的非经典形核转变。

四近邻对势对Ni_(75)Al_5V_20合金沉淀机制影响的微观相场模拟

利用微观相场动力学模型,研究了4近邻对势对Ni75Al5V20合金沉淀机制的影响。结果表明,不改变4近邻对势,DO22相和L12相沉淀机制均为失稳分解与非经典形核混合型机制。随Ni-Al4近邻对势V4Ni-Al向负值方向绝对值增大,L12相沉淀机制转变为失稳分解。随Ni-V4近邻对势V4Ni-V增大,DO22相沉淀机制转变为失稳分解,L12相转变为非经典形核机制,L12相中的Al浓度平衡值增大。随Al-V4近邻对势V4Al-V向负值方向绝对值增大,对沉淀机制的影响趋势与V4Ni-V增大类似;随V4Al-V向正值方向增大,与V4Ni-V减小的影响类似。

Ni_(75)Al_4V_(21)合金沉淀早期微观相场法模拟

采用三元体系微观相场动力学模型,对较低铝浓度的Ni75Al4V21合金中γ′相和θ相沉淀早期进行计算研究,模拟了合金的原子图像演化过程,并计算了θ(Ni3V)相和γ′(Ni3Al)相的相内成分序参数分布和长程序参数分布.结果表明,θ相先析出,其沉淀机制为等成分有序化+失稳分解,等成分有序化产生非化学计量比的单相θ有序畴,并被相界分开,失稳分解为一特殊的分解类型,主要发生在相界处,形成化学计量比θ有序相;此失稳分解过程同时又是γ′相在θ相界处以非经典异相形核方式析出的过程,先形成非化学计量比γ′有序相,并逐渐长成为化学计量比γ′有序相,从而形成2种有序相共存的组织形态.

应变能对Ni_(75)Al_(15)V_(10)合金预析出相影响的微观相场研究

采用微观相场方法,以Ni75Al15V10合金为例研究了应变能对预析出相的影响。研究发现:合金沉淀早期的应变能影响预析出相L10的析出。无应变能作用时,体系中没有预析出相L10相出现;应变能越大,L10预析出相的孕育期越短,析出量增加,稳定存在时间越长,且体系所析出的L10相的结构特征越明显。应变能较小时,无序基体有些区域先析出L10相,随后所析出的L10相转变为L12相,而在有些区域却直接析出L12相;当应变能较大时,基体大范围先析出L10相,随后部分L10预析出相溶解,只有未溶解部分最终能转变为L12相。

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。