镍铝高温合金强化相沉淀行为研究(3)
1.3镍基高温合金的强化机理 从本质上来说，金属及合金的强化机理一般都是阻碍位错的运动。对于镍基高温合金，它的微观结构是由无序的 γ 相 (NiAl)和有序的 γ′ 相(Ni3Al)组成。γ′ 相是具有 L12型结构的沉淀相，也即合金强化相。显然，镍基高温合金的强化机理是沉淀强化。 沉淀强化是指将硬质颗粒加入到均匀基体材料从而使提高合金强度的强化手段，是一种强化效果较理想的强化方法。这些硬质颗粒是不溶于金属基体的超细的第二相金属材料，一般是熔点较高的碳化物、氧化物以及氮化物。化合物在基体内呈弥散或质点分布，则可使合金在塑性与韧性下降不大的基础上有效的提高合金强度与硬度。 Ni-Al 合金中，γ′ 沉淀相与 γ 基体相保持共格关系，但由于二者的晶格常数存在差异，沉淀相和基体相界面会产生一定的弹性应力场，从而会阻碍了位错在基体中的运动。因此，为了保持较低的界面能和较大程度的共格性，可通过调整 γ′ (Ni3Al)相与基体的成分来降低两相间的错配度。同时，通过 γ′ 相与基体的复杂合金化，也可以有效降低γ′ 相与基体之间的扩散，阻止 γ′ 相的聚集长大，从而提高二者的结合强度和蠕变性能。 1.4本文研究的内容 目前为止，对于Ni-Al合金 γ′ 相沉淀过程的研究大都仅限于特定温度和浓度下的形核、长大与粗化过程、微观形貌变化研究以及弹性应变对其的影响等。对于温度对弹性应力下Ni-Al合金有序相沉淀过程以及粗化机制的影响规律还很少有研究。 本文利用相场方法和微观弹性理论，根据动力学方程 Landau inzburg G和相场方程 Hilliard ahn C，模拟了 Ni-Al 合金时效过程中 γ′ 有序沉淀相从 γ 无序基体相中析出的沉淀过程，主要研究了： （1）弹性应力下 Ni-Al合金 γ′ 相不同温度的沉淀过程微观形貌演变； （2）温度对 Ni-Al 合金沉淀过程中 γ′ 相成分、序参数、体积分数及其粗化行为的影响规律。
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