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基于稀土元素晶界偏析和TWIP效应调控的超塑性中锰钢及其制备方法
本发明公开了一种基于稀土元素晶界偏析和TWIP效应调控的超塑性中锰钢及其制备方法,其合金成分为C 0.2%,Mn 9%,Nb 0.1%,Mo0.1%,稀土0.3%,余量为Fe及不可避免的杂质,本发明通过对中锰钢进行成分的...
潘海军韦超凡虞旺旺李新宇刘麟李京王志坚
Atomic-scale insights into microscopic mechanisms of grain boundary segregation in Al−Cu alloys
2025年
This study aims to clarify the mechanisms for the grain boundary(GB)segregation through investigating the absorption of excess solute atoms at GBs in Al−Cu alloys by using the hybrid molecular dynamics/Monte Carlo simulations.Two segregation mechanisms,substitutional and interstitial mechanisms,are observed.The intergranular defects,including dislocations,steps and vacancies,and the intervals in structural units are conductive to the prevalence of interstitial mechanism.And substitutional mechanism is favored by the highly ordered twin GBs.Furthermore,the two mechanisms affect the GB structure differently.It is quantified that interstitial mechanism is less destructive to GB structure than substitutional one,and often leads to a segregation level being up to about 6 times higher than the latter.These findings contribute to atomic scale insights into the microscopic mechanisms about how solute atoms are absorbed by GB structures,and clarify the correlation among intergranular structures,segregation mechanisms and kinetics.
Xiong SHUAIHong MAOSai TANGYi KONGYong DU
BCC Fe中P晶界偏析对拉伸变形行为影响的分子动力学研究
2024年
晶界是金属材料中重要的微观结构,并且晶界上的位错形核对材料变形起着至关重要的作用。本文通过分子动力学模拟研究了BCC Fe中对称倾侧晶界的位错形核机制和孪晶机制,分析了P的晶界偏析对位错变形行为的影响机理。对于(111)晶界体系,位错形核扩展主导拉伸变形行为。而对于(112)孪晶界体系,拉伸变形主要是由孪晶主导,体系发生BCC-FCC相变。针对5个对称倾侧晶界(旋转角为30°~160°)体系,在不同温度下(300 K和600 K)施加拉伸载荷,结果表明位错形核受晶界类型和温度影响。与300 K相比,600 K下体系强度降低,促进位错形核。同时,从原子微观结构、体系能量两个角度,研究P的晶界偏析对位错形核的影响机理。本文提供了晶界位错形核的原子机制,有助于理解P在BCC Fe中的偏析晶界变形行为和力学性能的影响。
陈梦瑶贺新福毛文略赵永鹏汪淑敏赵宏睿
关键词:磷偏析
一种Y微合金化促进Ni基高温合金中TiC相细化及抑制Mo元素晶界偏析的方法
本发明属于高温合金材料制备技术领域,具体涉及一种促进Ni基高温合金中TiC相细化及抑制Mo元素晶界偏析的方法。该合金化学成分及对应的质量百分比含量是:Mo:7.6~9.0%,Cr:14.5~16.5%,Co:9.0~10...
王鑫铭 崔晨 胡静娴刘佳
铝基合金溶质原子的晶界偏析工程分子动力学模拟研究
樊善明
高熵合金的晶界偏析和功能特性研究
高熵合金具有高构型熵、大晶格畸变以及化学长程无序等特点,展现出一系列特殊的化学、物理特性及优异的使役性能。然而高熵合金包含多种主元,相构成复杂。调控高熵合金的成分以及制备工艺,改变高熵合金中的物相种类及其分布,强化材料性...
曹加树
关键词:高熵合金晶界偏析热稳定性
一种通过晶界偏析抑制3D打印合金中热裂纹的方法
本发明属于3D打印增材制造技术领域,公开了一种通过晶界偏析抑制3D打印合金中热裂纹的方法。采用微米级且易偏析的单质元素或其化合物为晶界偏析剂,添加的质量百分比为0.1~5%,其中,单质元素的添加的质量百分比为0.1~0....
李小强潘存良范佳锋罗浩邱昊屈盛官朱德智
晶界偏析以及界面相和纳米晶材料力学性能的调控被引量:1
2023年
介绍晶界偏析理论并总结了三种经典平衡偏析理论模型,简述晶界偏析工程理论和晶界偏析对材料力学性能的影响、讨论晶界偏析与界面相的关系并详细阐述了“界面相”。根据原子尺度界面结构特征将界面相分为六类,介绍了由晶界热力学决定的界面相转变。界面相转变后在晶界处形成新结构,而新界面结构根据其不同性质既可能提高材料性能,也可能产生不利的影响。晶界处的Ⅵ型界面相(如非晶晶间膜)抑制裂纹形核和降低晶界损伤,而削弱晶界处原子键强度的Ⅱ型界面相和Ⅲ型界面相(如Ni合金晶界处成分为Bi的双原子层界面相)产生晶界脆化。同时,纳米晶金属材料的强度高但是热稳定性和塑性较差,一直是研究的热点。界面相使晶界能显著降低和钉扎晶界而优于晶界偏析,因此界面相能显著提高纳米晶金属材料的热稳定性。而非晶晶间膜(Ⅵ型界面相)作为位错的形核点和吸收体,可提高纳米材料的延展性。同时,非晶晶间膜能提高晶界抗剪切能力,抑制纳米晶金属材料的晶粒滑动和旋转,从而进一步提高纳米晶金属材料的强塑性。最后,总结了晶界偏析和界面相对材料性能的调控并展望了以后的发展。
姜水淼明开胜郑士建
关键词:材料科学基础学科晶界偏析界面相热稳定性力学性能
B对Mo等合金元素在γ-Fe∑9、∑11晶界偏析行为的影响
2023年
【目的】超级奥氏体不锈钢中Cr、Mo等元素的严重偏析,使得其在热轧过程中析出大量富Mo、Cr第二相,从而引发轧制开裂、分层等问题,B微合金化有利于遏制σ相的析出。【方法】在实验的基础上对比分析了B对S31254超级奥氏体不锈钢基体、析出相的影响及其Cr、Mo等元素分布,并结合实验结果,以γ-FeΣ9(221)、γ-FeΣ11(113)两种晶界结构模型为研究对象,分析了Cr、Ni、Mn、Mo、Cu、Si在两种晶界处的偏析倾向,探讨了B处于晶界时,对以上元素晶界偏析行为的影响。【结果】研究发现以上合金元素均可固溶于γ-FeΣ9、γ-FeΣ11晶界结构体系,Cr、Mo均有在γ-FeΣ9、γ-FeΣ11晶界偏析的倾向,Mo在晶界偏析倾向最为严重;而B处于晶界时,可抑制Cr、Mo在γ-FeΣ11晶界偏析,对Mo在γ-FeΣ9晶界偏析的抑制作用较弱。【结论】从原子层次上诠释了实验中B在超级奥氏体不锈钢中抑制富Mo析出相析出的本质,为后续超级奥氏体不锈钢的成分优化奠定了基础。
闫新张翊杨静陈津韩培德
关键词:第一性原理晶界偏析
基于稀土元素晶界偏析和TWIP效应调控的超塑性中锰钢及其制备方法
本发明公开了一种基于稀土元素晶界偏析和TWIP效应调控的超塑性中锰钢及其制备方法,其合金成分为C 0.2%,Mn 9%,Nb 0.1%,Mo0.1%,稀土0.3%,余量为Fe及不可避免的杂质,本发明通过对中锰钢进行成分的...
潘海军 韦超凡 虞旺旺 李新宇刘麟 李京 王志坚

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