Al-Mg-Si-Zn合金微结构演化的计算机模拟

摘要

为了对铝合金微合金化机制提供直接的、动态的原子图象和基于统计的量化数据，并在原子尺度的演变层面上深刻理解微合金化元素对铝合金的作用机理，近几年国内外学者研究了Monte Carlo和和晶粒形貌的可视化，并将Monte Carlo方法应用在复杂合金系统、焊接过程和陶瓷烧结过程等领域的晶粒生长模拟，但具体到Al-Mg-Si-Zn合金的微结构的研究，尤其是对Mg、 Zn、Si在微合金化作用的研究还不够深入。
　　 本文采用Monte Carlo方法，借助于计算机模拟研究了几种典型的铝合金Al-Mg、 Al-Si、Al-Mg-Si、Al-Mg-Si-Zn时效早期团簇的演变过程，并研究了不同含量比例对Al-Mg-Si、Al-Zn-Mg、 Al-Mg-Si-Zn合金时效早期团簇演变的影响，对微合金化元素影响铝合金微结构演变的因素进行了分析，进而揭示了微合金元素对铝合金微观机构演变的影响和作用机理，所得结果和实验相符。本文完成对晶粒生长的完全预测，具有重要意义，且可为材料研究提供新的重要依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1国内外铝及铝合金的微合金化研究现状

1.2铝合金的微合金化研究

1.2.1 Al-Mg合金

1.2.2 Al-Si合金

1.2.3 Al-Mg-Si合金研究

1.2.4 Al-Zn-Mg合金研究

1.3研究方法

1.4本论文的研究目的、意义与研究内容

第二章 计算机模拟建模与参数计算

2.1 MC基础原理和计算方法

2.2模拟过程的基本假设条件和基本参数的确定

2.3微观结构的数学表征方法

第三章 Al-Mg-Si系合金时效早期团簇演变

3.1 Al-Mg系合金

3.2 Al-Mg系合金溶质原子分布形态

3.3 Al-Si系合金

3.4.Al-Si系合金溶质原子模拟分布形态

3.5 Al-Mg-Si合金模拟分析

3.6 Al-XMg-XSi合金时效原子团簇演变过程模拟分析

3.7小节

第四章 Al-Zn-Mg合金时效早期纳米团簇的演变

4.1 Al-Zn-Mg合金时效过程

4.2模拟分析Mg、Zn在铝合金中的作用机理

4.3 Al-XZn-XMg合金时效原子团簇演变过程模拟分析

4.4结论

第五章 Al-Mg-Si-Zn合金时效早期纳米团簇的演变

5.1 Al-Mg-Si-Zn合金溶质原子偏聚概率与空位分布

5.2 Al-XMg-XSi-XZn合金时效原子团簇演变过程模拟分析

5.2.1 Al-Mg-Si-XZn合金时效原子团簇演变过程模拟分布图

5.2.2 Al-Mg-XSi-Zn合金时效原子团簇演变过程模拟分布图

5.2.3 Al-XMg-Si-Zn合金时效原子团簇演变过程模拟分布图

5.2.4 Al-XMg-XSi-XZn合金时效原子团簇演变过程偏聚概率与分析

5.3结论

第六章 结论

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间主要的科研成果