Cu-Ni-A1三元合金表面成分偏析的研究.pdf

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1、HotWorkingTechnology2013，Vo1．42，No．6Cu—Ni—AI三元合金表面成分偏析的研究曹静，王永锋(1．西安航空学院机械工程系，陕西西安710077；2．西安理工大学材料科学与工程学院，陕西西安710048)摘要：通过BFS方法来研究富Ni的Cu-Ni—A1合金表面成分组成，合金表面的Cu浓度含量被用来表征低Cu、高Cu的分布趋势。研究表明：亚稳状态是造成合金表面成分偏析的直接原因；蒙特卡罗模拟结果显示，原子模拟和实际的实验结果相似。关键词：Cu-Ni．A1三元合金；模拟；偏析；微观组

2、织中图分类号：TG146．1十1文献标识码：A文章编号：1001．3814(2013)06．0092．02StudyonSurfaceSegregationinCu-Ni-AlTernaryAlloysCAOJing，WANGYongfeng，2(1．DepartmentofMechanicalEngineering，Xi’anAeronauticalUniversity，Xi’all710077，China；2．SchoolofMaterialScienceandTechnology，Xi’allUnivers

3、ityofTechnology，Xi’all710048，China)Abstract：BFSmethodwasappliedtostudythesurfacecompositionofNi-richCu-Ni-A1alloy．AwiderrangeofCuconcentrationwasconsidered．Thedistinctsegregationbendscharacterizethetow-Cuandhigh-Cuconcentrationregimes．Theresultsshowthatthemem

4、stablestateiscausedbythesegregationofthealloysurfacecomposition．ThedirectcauseoftheMonteCarlosimulationresultsshowthattheatomisticsimulationsandactualexperimentalresultsaresimilar．Keywords：Cu-Ni-A1alloy；simulation；segregation；microstmcture第一原理方法效率的提高和原子模拟实验方法

5、原子体系游离杂质偏析热量的计算和偏析结构的测的最新发展对合金表面成分的测定有很大帮助。虽然定显示，其结果与实验结果一致。按照这种研究思大多数的研究进展一直局限于二元体系合金。考虑到路，将研究目标锁定在Cu．Ni．A1合金的100面上。实验的经济性和实验过程中的物质因素，模拟实验作因为此面可随Cu浓度的增加而显示出清晰的偏析为研究三元体系合金的唯一有效方法，它被用来探索规律。复杂合金表面的组成和结构【l】，在补充理论分析的实1实验与模拟验工作过程中，这种方法显得尤为重要，因为它可弥补无法避免的实验的不确定性[2】。

6、在本文实验过程中用1．1实验模拟的理论基础BFS(Bozzol—Ferrante—Smith)方法分析Cu—Ni．Al多组BFS方法是基于经验和模拟的一种技术手段．元合金的表面组成，用原子模拟实验进行验证。假设一个固定结构的形成的热量是每个原子能量的BFS(蒙特卡罗方法1方法已成功应用于多组元总和，即包含应力能和化学能。任何原子的应变能合金体系表面性质的测定．特别是在Cu．Ni．A1合金说明了一个单一的所涉及原子的单原子晶体的几何中，这项技术的应用对于解决多组元体系合金的表变化的原因。在计算中，假设所有的相邻原子

7、具有相面组成等复杂问题具有很大的帮助。在本文中，注同的化学物质，然后利用EquivalentCrystalTheory意到一个显著特征：即．比起最低能量状态的区域，(ECT)等晶原理来计算这一缺陷形成的能量，通过在接近能量最低的区域，亚稳状态便通过大量不同能量关系方程来计算应变能的分布。每个成分的3的偏析方式表现出来，可分析Cu浓度的增加而使个参数(平均晶格常数、结合能和体积弹性模量)很得低Cu和高Cu浓度区域在偏析部位对亚稳状态易通过第一原理方法来计算。的影响【。本文通过BFS方法对在Cu-Ni．A1合金中所计

8、算单元的初始状态是在一个有特定成分合金中，其中的原子被随机分配的位置。从而模拟一个高温度下的状态。温度参数被确定．此系统可平衡每收稿日期：2012．08．06一个温度的时间节点(模拟从无序固溶体合金的“缓作者简介：曹静(1980一)，女，宁夏石嘴山人，讲师，电话：15002996889；E—mail：msjingcao@163．corn慢冷却”开始)，通过程序随机选择一对