本文關(guān)鍵詞：Ni-Al-Ti合金沉淀過(guò)程的微觀相場(chǎng)研究

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【摘要】：由于鎳基合金具有優(yōu)良的高溫特性，以及極佳的耐疲勞、耐氧化和耐腐蝕性能，所以其在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。Ni3X在鎳基合金中具有重要的作用，鎳基合金中最重要的強(qiáng)化相就為Ni3X。但是Ni3X主要在鎳基合金沉淀過(guò)程中析出，所以研究鎳基合金的沉淀過(guò)程很有必要。合金的時(shí)效溫度，合金的成分以及彈性應(yīng)變能對(duì)合金的沉淀過(guò)程以及原子在格點(diǎn)的占位情況都會(huì)產(chǎn)生影響。 本文通過(guò)微觀相場(chǎng)動(dòng)力學(xué)模型，將Ni-Al-Ti合金作為研究對(duì)象，利用MATLAB語(yǔ)言編制的程序，通過(guò)在MATLAB軟件的環(huán)境中運(yùn)行，模擬了合金時(shí)效溫度、合金的成分以及彈性應(yīng)變能對(duì)合金的沉淀相變過(guò)程和原子占位的影響。 通過(guò)對(duì)Ni-Al-Ti合金在不同的溫度下、不同的Al原子濃度和不同的彈性應(yīng)變能下進(jìn)行研究，研究發(fā)現(xiàn)在不同的溫度下、不同的Al原子濃度和不同的彈性應(yīng)變能常數(shù)下，合金的沉淀過(guò)程都經(jīng)歷了原子的聚簇，L10過(guò)渡相的析出，L10過(guò)渡相的有序化和L12相的析出同時(shí)進(jìn)行，化學(xué)計(jì)量比的L12有序相的形成。三種原子在合金各個(gè)格點(diǎn)占位幾率的規(guī)律如下：Ni原子占據(jù)α1位和α2位，Al原子和Ti原子共同占據(jù)β位，Ti原子優(yōu)先占據(jù)β位，但是Al原子在β位的占位幾率始終都大于Ti原子的占位幾率。 溫度的升高促進(jìn)了Ni75Al14Ti11合金反位原子的占位，抑制了正位原子的占位。隨著彈性應(yīng)變能的增大，促進(jìn)了正位原子在格點(diǎn)的占位，抑制了反位原子在格點(diǎn)的占位。 Al原子濃度的增大促進(jìn)了Ni75AlxTi25-x（x=12、14、16、18）合金中Ni原子在α1位和α2位的占位幾率，抑制了Ni原子在β位的占位幾率。對(duì)于Al和Ti原子，Al原子濃度的增大促進(jìn)了Al原子在三種格點(diǎn)的占位幾率，抑制了Ti原子在三種格點(diǎn)的占位幾率。 在彈性應(yīng)變能的作用下，Ni75Al14Ti11合金中的有序相有沿著彈性軟方向（[100]和[001]方向）排列的趨勢(shì)，并且隨著彈性應(yīng)變能的增大，合金中的有序相沿著彈性軟方向排列的趨勢(shì)增大，，在彈性應(yīng)變能的作用下，合金中有序相的形狀由原來(lái)的無(wú)規(guī)則的形狀轉(zhuǎn)向條狀、塊狀的規(guī)則形狀改變。并且隨著彈性應(yīng)變能的增加，合金中有序相的形狀更加規(guī)則。
【關(guān)鍵詞】：Ni-Al-Ti合金 微觀相場(chǎng)模型 沉淀過(guò)程 原子占位 彈性應(yīng)變能
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG146.15
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 合金沉淀相變的研究背景及意義11
• 1.2 計(jì)算機(jī)模擬方法11-14
• 1.2.1 蒙特卡羅法12
• 1.2.2 分子動(dòng)力學(xué)方法12-13
• 1.2.3 元胞自動(dòng)機(jī)法13
• 1.2.4 相場(chǎng)法13-14
• 1.3 鎳基高溫合金概述14-15
• 1.4 合金沉淀過(guò)程概述15-17
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容和框架體系17-19
• 第2章 微觀相場(chǎng)動(dòng)力學(xué)模型19-30
• 2.1 模型的假設(shè)19
• 2.2 模型的特點(diǎn)19-20
• 2.3 二元合金體系動(dòng)力學(xué)模型20-21
• 2.3.1 二元合金體系微觀相場(chǎng)擴(kuò)散方程20
• 2.3.2 二元合金體系微觀 Langevin 方程20-21
• 2.4 三元合金體系動(dòng)力學(xué)模型21-27
• 2.4.1 三元合金體系微觀擴(kuò)散方程21-22
• 2.4.2 傅里葉空間中的微觀 Langevin 方程22
• 2.4.3 平均場(chǎng)自由能22-23
• 2.4.4 四近鄰原子間相互作用近似23-24
• 2.4.5 微觀彈性相互作用24-25
• 2.4.6 含彈性能的微觀 Langevin 方程25
• 2.4.7 應(yīng)用于面心立方晶格 fcc25-26
• 2.4.8 最終的動(dòng)力學(xué)方程26-27
• 2.4.9 隨機(jī)噪聲項(xiàng)27
• 2.5 本文研究對(duì)象27-28
• 2.6 計(jì)算環(huán)境28-30
• 第3章 溫度對(duì) Ni_(75)Al_(14)Ti_(11)合金沉淀過(guò)程的影響30-53
• 3.1 沉淀過(guò)程的有序相30-32
• 3.1.1 L1_2有序相30-31
• 3.1.2 L1_0有序相31-32
• 3.2 不同溫度下合金的沉淀過(guò)程32-49
• 3.2.1 T=1123K 時(shí)合金的沉淀過(guò)程32-39
• 3.2.2 T=1223K 時(shí)合金的沉淀過(guò)程39-44
• 3.2.3 T=1323K 時(shí)合金的沉淀過(guò)程44-49
• 3.3 時(shí)效溫度對(duì)原子占位幾率的影響49-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第4章 合金成分對(duì) Ni-Al-Ti 合金沉淀過(guò)程的影響53-67
• 4.1 不同合金成分下合金的沉淀過(guò)程53-63
• 4.1.1 Ni_(75)Al_(12)Ti_(13)合金的沉淀過(guò)程53-56
• 4.1.2 Ni_(75)Al_(14)Ti_(11)合金的沉淀過(guò)程56
• 4.1.3 Ni_(75)Al_(16)Ti_9合金的沉淀過(guò)程56-60
• 4.1.4 Ni_(75)Al_(18)Ti_7合金的沉淀過(guò)程60-63
• 4.2 Al 原子濃度對(duì)原子占位幾率的影響63-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 第5章 彈性應(yīng)變能對(duì) Ni_(75)Al_(14)Ti_(11)合金沉淀過(guò)程的影響67-77
• 5.1 M=300 時(shí) Ni_(75)Al_(14)Ti_(11)合金原子演化過(guò)程67-69
• 5.2 M=600 時(shí) Ni_(75)Al_(14)Ti_(11)合金原子演化過(guò)程69-71
• 5.3 M=900 時(shí) Ni_(75)Al_(14)Ti_(11)合金原子演化過(guò)程71-75
• 5.4 本章小結(jié)75-77
• 結(jié)論77-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果83-84
• 致謝84-85

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1070483