ni75al14mo11合金沉淀过程的微观相场研究

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1、中北大学学位论文Ni75Al14Mo11合金沉淀过程微观相场研究摘要本文以微观相场动力学模型为基础，Ni75Al14Mo11合金为模拟对象，通过MATLAB语言编程，通过模拟合金的沉淀析出过程，分析了温度及弹性应变能对Ni75Al14Mo11合金沉淀过程的早期影响，以及温度和弹性畸变能对Ni75AlxMo25-x合金中γ相再次由γ′中析出的影响。通过对Ni75Al14Mo11合金在不同弹性畸变能常数下的沉淀过程进行模拟研究，发现其沉淀过程为：溶质原子簇聚→L10结构相→L12有序相生成，且L10过渡相在析出过程用有两种投影结构，L10(Ⅰ)结构和L10(Ⅱ)结构，随着弹性应变能增

2、加，两种L10结构相的析出受到影响，弹性应变能明显抑制L10(Ⅰ)的析出。随着时效的进行，两种L10结构相最终转变为大量的L12结构沉淀相。通过对弹性应变能对镍基合金沉淀过程中无序相的反向析出研究发现，不同弹性应变能下均出现了有序强化相γ′（L12结构）析出无序相（面心立方结构）的现象。并且发现无序相的析出主要在熟化颗粒的边缘部分，这主要由于边缘部分更容易发生原子的迁移。通过占位几率对比发现相同时间步数下，弹性应变能的增加能够促进无序相的析出。在整个反向析出阶段，α位的Al原子占位几率逐渐降低，相同时间步数下，弹性应变能越大，其占位几率越低。说明弹性应变能对无序相的析出具有促进作

3、用。虽然β和θ位的各原子占位几率规律性不强，但是从占位几率大小来看，β和θ位在整个反向析出过程中均为Ni原子所占据。不同温度下也均出现无序相从有序相析出的现象，但温度对无序相析出的过程影响远远小于弹性应变能对无序相析出的影响，尤其是对占位几率几乎没有影响可以忽略不计。关键词：Ni75Al14Mo11合金，微观相场模拟，无序相，反向析出，弹性应变能，温度中北大学学位论文InvestigationOnPrecipitationOfNi75Al14Mo11AlloyByPhase-fieldSimulationAbstractBasedonthePhase-fieldModelwhic

4、hisprogrammedinMatlablanguage,thispapersimulatestheprecipitationprogressofNi75Al14Mo11alloy.Theeffectsoftemperatureandelasticenergyareincorporatedintothemodel.Thesimulationcontextisconcentratedontheeffectofelasticenergyastopre-precipitationandeffectoftemperatureorelasticenergyasregardsprecipi

5、tationofγphaseformγ′phase.Theresultsareshowedinthefollow,inthefirstplace,soluteatomscluster,theL10structurephaseprecipitateandthentransformintoL12phase(itisalsocalledγ′phase).Inthemicro-structureevolutionpictures,thereistwokindsofL10structure.OneisL10(Ⅰ)andanotherisL10(Ⅱ).Astheelasticenergyin

6、creased,theL10(Ⅰ)structureprecipitationisconstrainedwhiletheL10(Ⅱ)structureprecipitationisfacilitated.Finally,theL10structureoftwostylestransformtoL12structure.Thispaperperformsmicro-phasefieldsimulationofNi75Al14Mo11underdifferentelasticconstant,itisconcludedthattheprecipitationofγphasefromγ

7、′existsindifferentconstantsandthemainfieldfortheprecipitationofγphasefromγ′isthemarginoftheγ′particles.Thatisbecauseinthemargintheatomsareeasiertodiffuse.Itwasfoundthatthedisorderedphaseprecipitationwouldbeacceleratedwiththeincreaseoftheelast