Ni-W合金中浓度依赖的钨对短程有序与变形行为的影响
材料科学
2025-12-29 v1
摘要
Ni-W基中重合金为弥合钨重合金与超高强度钢之间的密度-强度差距提供了一条有前景的途径。本研究利用同步辐射X射线衍射、透射电子显微镜、原子探针层析技术以及第一性原理热力学模拟等一系列先进表征与建模技术，系统研究了W浓度在 x = 0 至 38 wt% 范围内对 Ni-xW 合金的短程有序(SRO)、变形行为和晶界化学的影响。我们的研究表明，当W含量超过约 30 wt% 时出现强烈的SRO，产生明显的漫散射并显著增强应变硬化能力。在变形过程中，SRO的存在促进了平面滑移和孪晶的形成，导致强烈的位错相互作用和较高的流动应力。Hall-Petch分析表明，Ni-38W具有极高的晶界强化系数（ky 约为 1100 MPa micrometer^(1/2)），突显了与SRO相关的内在强化效应。第一性原理团簇展开结合蒙特卡罗模拟揭示，增加W含量通过稳定 Ni4W 型局域构型增强了SRO倾向。这些发现建立了W浓度、SRO演变与力学响应之间的机制联系，为设计具有优化性能的高密度、高强度Ni-W基合金提供了新见解。
引用
@article{arxiv.2512.21745,
title = {Concentration-Dependent Tungsten Effects on Short-Range Order and Deformation Behavior in Ni-W alloys},
author = {Shaozun Liu and Zehao Li and Hantong Chen and Xingyuan San and Bi-Cheng Zhou and Dieter Isheim and Tiejun Wang and Hong Gao and Nie Zhao and Yu Liu and Yong Gan and Xiaobing Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.21745},
year = {2025}
}