本文采用第一性原理和特殊準(zhǔn)隨機(jī)結(jié)構(gòu)方法,開展了《鎳基合金中相的穩(wěn)定性及力學(xué)性質(zhì)》研究工作。通過建立γ’-Ni3Al、γ"-Ni3（Al/Nb）、δ-Ni3Nb和α-Cr相模型,計(jì)算Nb、Fe、Mo摻雜不同模型的晶格常數(shù)、體系總能量、形成熱、結(jié)合能、態(tài)密度、電子布居、及與力學(xué)性質(zhì)相關(guān)的參數(shù),研究了 Nb摻雜對(duì)γ’、γ"和δ相穩(wěn)定性及力學(xué)性質(zhì)的影響。通過計(jì)算γ"、δ兩相的體系總能、熵、吉布斯自由能、聲子性質(zhì)等熱力學(xué)參數(shù),研究了 γ"-Ni3Nb→δ-Ni3Nb相轉(zhuǎn)變的性質(zhì)及影響因素。通過對(duì)摻雜α-Cr相進(jìn)行超胞建模,計(jì)算出模型的總能、電子和力學(xué)性質(zhì),研究了 Fe、Mo摻雜對(duì)α-Cr相力學(xué)性質(zhì)的影響。計(jì)算結(jié)果表明,使用GGA-PW91泛函理論計(jì)算的數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)值最為相近。γ’→γ"相變過程與體系的Nb摻雜濃度有關(guān),摻雜Nb濃度低于15.625 at%,體系中γ’-Ni3A1相穩(wěn)定性較好,Nb含量超過18.75 at%,γ"-Ni3Nb相可穩(wěn)定存在。Nb含量位于15.625 at%～18.75 at%,γ"-Ni3Al相的穩(wěn)定性略高于γ’-Ni3Al相,兩相可共存,并發(fā)生γ’→γ"相轉(zhuǎn)變,其中,... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２／和／相晶體結(jié)構(gòu)（Ａ表示Ｎｉ原子，Ｂ表示Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ原子）：（ａ）?Ｙ‘，（ｂ）?ｙ＂｜Ｍ１??Ｆｉｇ．?１．２?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｙ＇?ａｎｄ?ｙ＂?ｐｈａｓｅｓ（Ａ?ｄｅｎｏｔｉｎｇ?Ｎｉ，?ａｎｄ?Ｂ?ｄｅｎｏｔｉｎｇ?Ｔｉ，?Ａ１?ｏｒ?Ｎｂ）?（ａ）ｙ＇，?（ｂ）ｙ＂１１４１??ＧＨ４１６９＇〃丨｜１（Ｍ，組丨．３?（ａ）

?－沈陽工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文???ｆ、＜ｂ）??ＩＨＢｆｅｋ?Ｙ?ｈＨＨｂ??＿?４論，??’’?ｙ，??＾■１??圖１．３?／和丫＂相的３種析出形貌［１６］??Ｆｉｇ．?１．３?Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ?ｏｆ?ｙ＇?ａｎｄ?ｙ＂?ｐｈａｓｅｓ１＇６１??表１．６ＧＨ４１６９合金主要相的化學(xué)成分（原子分?jǐn)?shù)，％）?１２１１??Ｔａｂ．?１．６?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｈａｓｅｓ?ｉｎ?ＧＨ４１６９?ａｌｌｏｙ?（ａｔｏｍｉｃ?ｆｒａｃｔｉｏｎ，?％）１２１１??Ｐｈａｓｅ?Ｃｒ?Ｍｏ?Ｆｅ?Ｎｂ?Ｔｉ?Ａ１?Ｎｉ??ｙ?２５．２５?２．５０?２６．９２?０．９９?０．２１?０．３４?Ｂａｌ．??ｙ＇?０．８３?１．３８?２．２４?７．５４?８．２４?８．７９?Ｂａｌ．??ｙ＂?１．９３?３．００?１．７３?１９．２７?４．７３?０．４４?Ｂａｌ．??在連續(xù)退火條件下，合金中丫〃相比／相優(yōu)先析出１２３］。丫〃相的粗化過程表現(xiàn)為沿［００１］??方向的長(zhǎng)大及合并，該粗化機(jī)制稱為“相撞機(jī)制”?［２４，２５］。由于Ｙ〃相的粗化激活能與合??金中Ｎｂ原子在Ｎｉ基體的擴(kuò)散激活能相近，因此，Ｎｂ元素的擴(kuò)散可以延緩合金中丫”??相的粗化１２６］，當(dāng)丫＂相粗化突破基體Ｙ相的共格限制時(shí)，丫＂相表現(xiàn)出加速粗化［２７］。??ＧＨ４１６９合金經(jīng)直接時(shí)效和長(zhǎng)期時(shí)效處理后的組織觀察表明［２８］，隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，??合金中丫＇相數(shù)量減少，丫〃相數(shù)量增多，表明熱處理期間可發(fā)生相轉(zhuǎn)變，即：當(dāng)溫??度超過６５０?°Ｃ，亞穩(wěn)態(tài)的丫〃相可發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)Ｄ０２２—Ｄ０ａ的轉(zhuǎn)變，形成穩(wěn)定的５相［２８］。??１．３．２?５相

／?？〇？〇？〇？〇？〇？??／?＼?！?／??／?ｑ?＾！?ｙ?ｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏ??Ｓ?Ｉ?！?Ｉ?丨丨?＿〇？〇＿〇？〇？〇?魯??？?ｏ?ｉ?）—．ｊ—ｊ－ｊ—ｎ．＿＿Ｊ???？??ｉ?＼／?？ｕ｜／?ｊ?ｙ?［０１０］?〇。。。。。。。。。??！?／?！?｜?＿?｜?？〇？〇？〇？〇？〇？??°?／?ｏ?！?／?°?ｙ?ｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏ??，Ｉ，／?Ｘ?。一?Ｎｉ?？?ｏ?？?ｏ?？?ｏ?？?ｏ?？?ｏ?？??＞／ｆ＊００］?（ａ）?（ｂ）??圖１４?（ａ）?５－Ｎｉ，Ｎｂ單胞，（ｂ）?（０１０）密排面的原丫？排列丨＾??Ｆｉｇ?１?４?（ａ）?Ｕｎｉｔ?ｃｅｌｌ?ｏｆ?Ｓ－Ｎｉ＾Ｎｂ，?（ｂ）?ａｔｏｍｓ?ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ?ｏｎ?（０１０）?ｃｌｏｓｅ?ｐｌａｎｅ，２）｜??由于Ｙ＼?Ｙ＂相與丫基體均為而心立方結(jié)構(gòu)，且晶格常數(shù)相近，如表１．４所示，因此，??ｙ和ｙ＂相均以說子替換方式自丫基體屮析出，但Ｓ相不能以原子置換方式自Ｙ基體屮析??出。此外，Ｙ＇、Ｙ＂相與Ｙ基體之間的晶格錯(cuò)配度較小，而Ｙ基體與Ｓ相的晶格錯(cuò)配度較??大，若Ｓ相從丫基體直接析山，其所需的能貴遠(yuǎn)高于Ｙ＇、Ｙ＂相自基體析出。因此，Ｓ相??只能沿品界或?qū)\品界以非共格方式析出，其屮，晶界或?qū)\品界的非周期性結(jié)構(gòu)，可為５??相析出提供熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件。??ＧＨ４１６９合金在不Ｎ條件析出Ｓ相的形貌，如圖１．５所示？。合金經(jīng)８００?°Ｃ時(shí)效７２?ｈ，??８相在品內(nèi)層錯(cuò)區(qū)形核，如圖１．５?（ａ）所示。合金經(jīng)９００?°Ｃ時(shí)效２４?ｈ，叫觀察到Ｓ相??直接內(nèi)基體中析出，即發(fā)生了，相變，如圖１．５?（ｂ）所示。由于５相與丫基體錯(cuò)

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3499941