模型 Ni-Al-Mo 高温合金相分离过程中的形貌、纳米结构与成分演化：原子探针层析实验与晶格动力学蒙特卡洛模拟
材料科学
2018-09-21 v1
摘要
通过原子探针层析和晶格动力学蒙特卡洛（LKMC）模拟，研究了 Ni-6.5Al-9.9Mo 在 978 K 下时效 0.125 至 1024 h 的相分离细节。基于纳米结构的时间演化，确定了三个实验阶段：（1）析出物成核与生长同时进行（t 小于 0.25 h）；（2）团聚与合并并发（t 0.25 至 16 h）；（3）gamma prime(L12) 析出物的准稳态粗化（t 16 至 1024 h）。实验测定了平均析出物半径和析出物数密度 Nv(t) 的时间依赖关系，分别为 0.344 (0.012) 和 -0.95(0.02)，符合准稳态粗化模型的预测。在该 978 K 时效合金中，Al 强烈偏聚至 gamma prime(L12) 相，分配系数为 4.06(0.04)，而 Mo 和 Ni 偏聚至 gamma(f.c.c.) 基体，其值分别为 0.61(0.01) 和 0.90(0.01)。在准稳态阶段（t 大于 16 h），gamma(f.c.c.) 基体和 gamma prime(L12) 析出物中 Al、Mo 和 Ni 过饱和度的时间指数与多组分粗化模型预测的 -0.33 合理吻合。对边缘间析出物距离的定量分析表明，团聚与合并是 gamma prime(L12) 析出物周围扩散场重叠的结果。三维 APT 与 LKMC 结果均表明界面成分宽度随数值增大而减小。并估计无限时效时间下的界面成分宽度分别为 Ni 1.89(0.22) nm、Al 2.09(0.12) nm 和 Mo 2.64(0.03) nm。
引用
@article{arxiv.1809.07438,
title = {Morphological, nanostructural, and compositional evolution during phase separation of a model Ni-Al-Mo superalloy: Atom-probe tomographic experiments and lattice-kinetic Monte Carlo simulations},
author = {Yiyou Tu and Zugang Mao and Ronald D. Noebe and David N. Seidman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.07438},
year = {2018}
}
备注
70 pages, 13 figures