3.1.2 Ni-17.9%at.Al合金微观结构演变 13

3.1.3 Ni-18.1%at.Al合金微观结构演变 14

3.2 浓度对镍铝合金沉淀过程的影响 16

3.2.1浓度对合金体积分数变化的影响 16

3.2.2浓度对镍铝合金成分与序参数的影响 16

结论 21

致谢 22

参考文献 23

1 绪论

1.1镍铝合金

1.1.1 概述

长程有序金属间化合物NiAl由于具有高熔点(比Ni基高温合金约高250℃) 、密度低(约是Ni基高温合金的2／3)、导热性好(为Ni基高温合金的4-8倍)和优异的抗氧化性能(一直作为Ni基高温合金的防护涂层)等优点，将成为新一代理想的高温结构材料，但其低温脆性和高温强度低，阻碍了它的实际应用，为了改善其高温强度和低温脆性，采用了多种方法，如合金化、制备复合材料、改变制备手段等相比之下，合金化显示出很大的优势，如制备方法简单、成本低廉、比复合材料具有更好的热稳定性等[1]。文献综述

NiAl 特有的晶体结构决定了其优异的物理性能。1) 熔点高，其熔点达到1638 ℃，比一般镍基合金高300~500℃，比Ni3Al 高250℃，其使用温度可达到1250℃以上；2) 密度低，其密度为5.86 g/cm3，仅为镍及高温合金的2/3，比Ni3Al 的密度还低1.64 g/cm3，可有效提高比强度；3) 热导率高。NiAl的热导率高，为一般高温镍基合金的4~8倍，可使零件温度梯度减少，热应力降低，提高冷热疲劳性能；4) 抗氧化性能优异、二元NiAl合金在单相区的成分和温度范围内，能够形成一种连续而致密的A12O3氧化膜，提高其抗氧化性能[2]。

1.1.2 研究现状

1.1.3 存在的问题

Ni3X型(γ′)沉淀相是Ni 基合金主要的强化相，为面心立方结构呈有序排列,是一种亚稳定相，有序相的沉淀硬化是Ni基合金的主要强化机制，因而γ′相数量形态大小和分布是影响合金强化的重要因素。因此，对于γ′相微观结构的控制成为发展Ni基高温合金的关键问题。虽然人们对该沉淀相进行了大量研究，但多集中在实验方面，由于实验手段难以捕捉早期过程，以往的研究主要为讨论沉淀后期的沉淀相调制结构形貌、异常粗化等现象。然而仅依据后期形貌来判断沉淀机制是不充分的，因为当第二组元与Ni原子的尺寸不同时，由于沉淀相与母相的晶格参数不同,要保持共格,新相周围会产生弹性应变场，导致长程弹性交互作用，对沉淀过程沉淀相颗粒形状和空间相关性有显著的影响[7-9]。与实验手段相比，计算机模拟可以较方便地再现Ni基合金沉淀动力学过程。

1.2 计算材料学

1.2.1 计算机在材料中的应用

材料科学与工程中的计算机应用正在开拓发展。随着材料科学、计算机软硬件及计算技术的发展，通过建立过程机理模型并进行计算机数值模拟，对材料科学中相关过程进行设计和分析、模型预测、优化和控制等，已成为材料科学中的一个重要任务。当我们有针对性地采用数据处理、仿真技术、数学模型、数据库等计算机先进技术，逐步地、全面地解决材料科学与工程中的重大技术问题时，必将使计算机应用技术的发展提到一个新高度。来~自^优尔论+文.网www.youerw.com/

近年来，计算机应用方面己经做过不少开拓性的工作[10]。如：应用相图测定的计算机方法；采用计算机取代手工绘图；相变研究中，通过研究加热和冷却过程中的组织—结构—性能(包括淬透性等)之间的关系，以数学模型形式，用以预测材料性能；将计算机技术引入材料微观结构进行相应的分析研究。