金属学报  2007, Vol. 43 Issue (3): 291-296

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Ni-Al合金 γ′相沉淀过程的微观相场模拟

卢艳丽 陈铮 李永胜 王永欣

西北工业大学材料学院

MICROSCOPIC PHASE-FIELD SIMULATION COUPLED WITH ELASTIC STRAIN ENERGY FOR γ′(Ni3Al) PRICIPITATION IN Ni-Al ALLOY

LU Yanli; CHEN Zheng;LI Yongsheng; WANG Yongxin

School of Materials Science and Engineering; Northwestern Polytechnical University; Xi'an 710072

卢艳丽; 陈铮; 李永胜; 王永欣 . Ni-Al合金 γ′相沉淀过程的微观相场模拟[J]. 金属学报, 2007, 43(3): 291-296 .
, , , . MICROSCOPIC PHASE-FIELD SIMULATION COUPLED WITH ELASTIC STRAIN ENERGY FOR γ′(Ni3Al) PRICIPITATION IN Ni-Al ALLOY[J]. Acta Metall Sin, 2007, 43(3): 291-296 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(781 KB)   摘要: 基于微观相场动力学模型和微观弹性能理论，对Ni-Al合金沉淀过程中γ′沉淀相(Ni3Al)形貌，早期沉淀机制和后期粗化过程进行原子层面计算机模拟，结果表明：沉淀过程中，γ′ 相形貌由沉淀早期随机分布的圆形或不规则状逐渐向方形转变，其排列的取向性也越来越明显，最后形成周边圆滑的长方块状颗粒，沿[10]和[01]弹性“软”方向规则排列。弹性应变能作用下的粗化过程遵循优先选择的原则，位于弹性“软”方向上的颗粒不断长大和粗化，位于弹性“软”方向外的颗粒逐渐消失，沉淀后期在基体中形成高度择优取向的微观组织。低浓度Ni-Al 合金中γ′相的早期沉淀机制为非经典形核长大机制,有序相演化序列为：过饱和固溶体 基于微观相场动力学模型和微观弹性能理论，对Ni-Al合金沉淀过程中γ′沉淀相(Ni3Al)形貌，早期沉淀机制和后期粗化过程进行原子层面计算机模拟，结果表明：沉淀过程中，γ′ 相形貌由沉淀早期随机分布的圆形或不规则状逐渐向方形转变，其排列的取向性也越来越明显，最后形成周边圆滑的长方块状颗粒，沿[10]和[01]弹性“软”方向规则排列。弹性应变能作用下的粗化过程遵循优先选择的原则，位于弹性“软”方向上的颗粒不断长大和粗化，位于弹性“软”方向外的颗粒逐渐消失，沉淀后期在基体中形成高度择优取向的微观组织。低浓度Ni-Al 合金中γ′相的早期沉淀机制为非经典形核长大机制,有序相演化序列为：过饱和固溶体→非化学计量比有序相→化学计量比平衡γ′相→长大。 关键词 ： Ni-Al合金,  γ′,  相,  弹性应变能,  沉淀过程,  微     Abstract：Based on the microscopic phase-field dynamic model and the microelasticity theory, the morphology evolution of γ′ phase(Ni3Al)and early precipitation mechanism in Ni-Al alloy were studied. Simulation results show that γ′ phase changes from initial circular or irregular shape into the quadrate shape and their orientations become more obvious during precipitation process, in the later stage, the γ′ precipitates present quadrate shape with round corner and regularly align along the [10] and [01] directions. Under the effect of elastic strain energy, the coarsening process follows the rule of preferential election, the particles lying in the elastic soft directions grow and coarsen further; the particles lying out of the elastic soft direction shrink and dissolve, highly preferential selected microstructure is formed in the later precipitation process. The early precipitation mechanism is the non-classical nucleation and growth, the evolution of γ′ phase is in the order: supersaturated solid solution→nonstoicheometric ordered phase→stoicheometric γ′ phase→growth. Key words： Ni-Al alloy    γ′ phase    elastic strain energy    precipitation process 收稿日期: 2006-07-14      ZTFLH:  TG111.5   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 卢艳丽 陈铮 李永胜 王永欣 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2007/V43/I3/291 [1]Wendt H,Hassen P.Acta Metall,1993;31:1649 [2]Banerjee D,Banerjee R,Wang Y.Scr Mater,1999;41: 1023 [3]Vaithyanathan V,Chen L Q.Acta Mater,2002;50:4061 [4]Sob J R,Lee H M.Acta Mater,1997;45:4743 [5]Ardell A J,Maheshwari A.Acta Metall Mater,1995;43: 1825 [6]Miyazaki T.Mater Trans,2002;43:1266 [7]Vaithyanathan V,Chen L Q.Acta Mater,2002;50:4061 [8]Wen Y H,Chen L Q,Hazzledine P M,Wang Y.Acta Mater,2001;49:2341 [9]Khachatuyran A G.Theory of Structural Transformations in Solids.New Tork:Wiley,1983:23 [10]Jiang Z H,Wang Y X,Chen Z.Acta Metall Sin,2004;40: 616 (江志华,王永欣,陈铮．金属学报,2004;40:616) [11]Miyazaki T,Koyama T,Kozakai T.Mater Sci Eng,2001; A312:8 [12]Shen C,Simmons J P,Wu K,Wang Y.Materials De- sign Approaches and Experiences.Warrendale,PA:TMS, 2001:57 [13]Poduri R,Chen L Q.Acta Mater,1997;45:245 [14]Miyazaki T,Koyama T,Kozakai T.Mater Sci Eng,2001; A312:38 [15]Li X L,Chen Z,Liu X G,Liu B.Acta Metall Sin,2002; 38:458 (李晓玲,陈铮,刘晓光,刘兵．金属学报,2002;38:458) [16]Pareige C,Blavette D.Scr Mater,2001;44:243 [17]Prikhodko S V,Carnes J D,Isaak D G,Ardell A J.Scr Mater,1998;38:67 [18]Qiu Y Y.Acta Mater,1996;44:4969 [19]Chen L Q,Khachaturyan A G.Scr Metall,1991;25:67 [1] 张雷雷, 陈晶阳, 汤鑫, 肖程波, 张明军, 杨卿. K439B铸造高温合金800℃长期时效组织与性能演变[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1253-1264. [2] 卢楠楠, 郭以沫, 杨树林, 梁静静, 周亦胄, 孙晓峰, 李金国. 激光增材修复单晶高温合金的热裂纹形成机制[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1243-1252. [3] 陈佳, 郭敏, 杨敏, 刘林, 张军. 新型钴基高温合金中W元素对蠕变组织和性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1209-1220. [4] 白佳铭, 刘建涛, 贾建, 张义文. 高W高Ta型粉末高温合金的蠕变性能及溶质原子偏聚[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1230-1242. [5] 冯强, 路松, 李文道, 张晓瑞, 李龙飞, 邹敏, 庄晓黎. γ' 相强化钴基高温合金成分设计与蠕变机理研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1125-1143. [6] 陈礼清, 李兴, 赵阳, 王帅, 冯阳. 结构功能一体化高锰减振钢研究发展概况[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1015-1026. [7] 刘兴军, 魏振帮, 卢勇, 韩佳甲, 施荣沛, 王翠萍. 新型钴基与Nb-Si基高温合金扩散动力学研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 969-985. [8] 李福林, 付锐, 白云瑞, 孟令超, 谭海兵, 钟燕, 田伟, 杜金辉, 田志凌. 初始晶粒尺寸和强化相对GH4096高温合金热变形行为和再结晶的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 855-870. [9] 卢毓华, 王海舟, 李冬玲, 付锐, 李福林, 石慧. 基于高通量场发射扫描电镜建立的高温合金 γ' 相定量统计表征方法[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 841-854. [10] 袁江淮, 王振玉, 马冠水, 周广学, 程晓英, 汪爱英. Cr2AlC涂层相结构演变对力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 961-968. [11] 孙蓉蓉, 姚美意, 王皓瑜, 张文怀, 胡丽娟, 仇云龙, 林晓冬, 谢耀平, 杨健, 董建新, 成国光. Fe22Cr5Al3Mo-xY合金在模拟LOCA下的高温蒸汽氧化行为[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 915-925. [12] 张德印, 郝旭, 贾宝瑞, 吴昊阳, 秦明礼, 曲选辉. Y2O3 含量对燃烧合成Fe-Y2O3 纳米复合粉末性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 757-766. [13] 李谦, 刘凯, 赵天亮. 弹性拉应力下Q235碳钢在5%NaCl盐雾中的成锈行为及其机理[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 829-840. [14] 冯艾寒, 陈强, 王剑, 王皞, 曲寿江, 陈道伦. 低密度Ti2AlNb基合金热轧板微观组织的热稳定性[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 777-786. [15] 吴东江, 刘德华, 张子傲, 张逸伦, 牛方勇, 马广义. 电弧增材制造2024铝合金的微观组织与力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 767-776. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed