Ni60Al20V20中熵合金沉淀过程微扩散相场法模拟

摘要

纳米级L12结构的γ′有序相形态、析出过程和原子排布等对镍基中熵合金强化具有重要作用.本文采用微扩散相场动力学模型探究Ni60Al20V20中熵合金沉淀过程微观机理,以原子占据晶格位置的几率为场变量描述微结构变化,结合反演算法,通过分析γ′相和 θ 相原子图像演化,序参数变化,体积分数变化等,探讨了γ′(Ni3Al)和 θ(DO22)有序相的沉淀机制.研究结果表明:Ni60Al20V20中熵合金无序相有序化动力学过程中,L10相和DO22相同时析出,L10相逐渐转变为L12-γ′相,而传统Ni75Al7.5V17.5合金沉淀序列是先析出L10相,L10转变为L12相后,DO22相在L12相的反相畴界处析出.L10向L12转变时,面心立方晶格 α 位被Ni原子占据,β 位被Al原子和V共同占据.原子等成分有序化形成DO22结构 θ 单相有序畴,随后失稳分解;L10结构非经典形核,逐渐转化为L12-γ′相并失稳分解.Ni-Al第一近邻原子间相互作用势随温度线性升高,随长程序参数增加逐渐增加;Ni60Al20V20中熵合金孕育期随温度升高而时间变长.本文研究适用于Ni-Al-V中熵合金设计.