DO22相间反相畴界成分演化的微观相场模拟.pdf

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1、doi：10．3969~．issn．2095—1744．2012．04．001DO22相问反相畴界成分演化的微观相场模拟圜张明义杨坤陈铮王永欣张嘉振1．西北工业大学凝固技术国家重点实验室，西安7100722．中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心，北京100083摘要：基于微观相场模型研究NiA1xV合金沉淀过程中原子尺度界面结构对DO-Ni，V相问反相畴界成分及其演化的影响。研究表明，在DO相间反相畴界处，镍和铝偏聚，钒贫化。由于界面溶质拖曳效应和扩散，使得合金元素在反相畴界处的偏聚和贫化程度随时间改变，但倾向不变。不同反相畴界的界面原子排列方式存在差别，这使

2、得合金元素在界面处占位几率所受到的影响不同，从而导致合金元素在不同界面处的偏聚和贫化程度不同。相对于DO：：相沿[001]方向形成的反相畴界(002)／／(002)，反相畴界(002)／／(002)·~[1OO]处，镍的偏聚程度较大，铝的偏聚程度较小，钒的贫化程度较小。DO相沿[100]方向形成的三种反相畴界中，在反相畴界{100}。~[1OO]处，镍和铝的偏聚程度最大，钒的贫化程度最大，而在反相畴界{201)·~[ool】处，镍和铝的偏聚程度最小，钒的贫化程度最小。弹性应变能不改变合金元素在各个反相畴界处偏聚和贫化程度的相对大小。关键词：微观相场；反相畴界；DO：一Ni

3、V相；溶质偏聚；NiA1V合金中图分类号：TG146．15；TG1l3．12文献标识码：A文章编号：2095—1744(2012)04—0021-07界面科学的目的是在全面且深入认识和理解界面原相对较少。一些文献主要研究用电子性质阐述DO：相子尺度上的结构以及界面结构对材料加工过程和材料内的结构稳定性l，通过研究合金化过程中原子有序化部各种物理现象的影响的基础上，推动先进材料生产技的机制，从而探寻改善DO：：结构金属间化合物脆性术的发展，从而最优化材料的性能，即达到设计材料的的方法。滑移系的数量太少，或者晶界黏聚力(grain目的]。合金元素在界面处的偏聚和贫化对材料的性

4、能boundarycohesion)太差是导致金属间化合物脆性的两种有很大影响，因而探明影响界面成分的因素及其规律对原因。金属间化合物结构材料脆性源于其界面的本征脆于改善合金性能以及优化设计合金系统具有重要的理论性“]，研究表明，通过合金元素在界面处的偏聚，部和实际意义]。用计算机模拟方法研究材料界面成分具分合金元素可以改善NA1中界面的本征脆性，从而改有独特的优势。G-ronhagen~等用PhaseField法研究晶界善合金的塑性】，因此合金元素在Ni，Al中界面处的溶质原子偏聚程度与晶粒半径的关系，发现晶界半径越偏聚被广泛地研究。然而，目前为止，由于DO小，界面处溶

5、质原子的偏聚程度越小。Detort4等用Monte结构比Ll：结构复杂，对DO相间界面的研究非常少见。Carlo方法研究合金成分和晶粒尺寸对晶界偏聚、界面有MicroscopicPhaseField法在研究微结构及其演化方面序化程度以及界面稳定性的关系。Wynbla~5等用MonteCarlo方法研究面心立方合金中的溶质在界面处的偏聚。基金项目：国家自然科学基金资助项目(50941020，10902086，DO结构是L1结构衍生的长周期结构，由于具50875217，20903075)有DO结构的金属问化合物中的滑移系太少，导致其收稿日期：2011-12—10作者简介：张明

6、义(1982一)，男，湖南浏阳县人，博士，主要从具有脆性，因此对具有DO结构的金属间化合物研究事计算材料学等方面的研究。有色金属工程2012年第4期21■看金屈工程NONFERROUSMETALSENGlNERiNG能时，沉淀过程中反相畴界结构对合金元素在反相畴综上所述，合金元素在反相畴界处偏聚和贫化倾界处偏聚和贫化程度影响规律不变。向不随时间变化，但程度改变，弹性应变能使得DO[_————。。。———。。——r———————。。——r]8：器[一一一j}L(b)／，／、J“[，0、＼⋯一1{8：n—j0．188：镒8：8稳0．012．2O．15．10．505101520

7、-20一l510—505101520~(1aRiceplane)~(1atticeplane)图8B=800时原子尺度结构对DO：相间反相畴界成分的影响(a)户1．0×10：(b)t=2．0×10．．n：mmn0000相沿[100]方向定舳向强生长，从而影响加沉淀后期反相畴界相畴界(002)／／(002)-Vz[100]处，镍的偏聚程度较大，铝的种类。合金元素在反相畴界处的偏聚和贫化程度与反的偏聚程度较小，钒的贫化程度较小。DO：相沿[001]相畴界结构有关，反相畴界结构对合金元素在反相畴界和[100]方向形成的两种反相畴界中