预测钴基高温合金中γ'析出相的形貌
材料科学
2017-09-08 v1
摘要
具有γ/γ'显微组织的钴基合金有潜力成为下一代高温合金，但必须优化合金成分和加工步骤以改善粗化、蠕变和筏化行为。虽然这些行为不同于镍基高温合金，但可以通过理解影响微观结构演化的热力学因素来加速合金开发。在这项工作中，我们开发了由第一性原理密度泛函理论和实验数据提供信息的相场模型，以预测Co-Al-W γ'析出相的平衡形状。进行了单析出相和多析出相的三维模拟，以理解弹性能和界面能对粗化和筏化显微组织的影响；弹性能取决于弹性刚度、失配应变、析出相尺寸、外加应力和析出相空间分布。我们观察到依赖于外加应力类型的特征显微组织，其具有与实验中相同的γ'形貌和取向，表明源于共格γ/γ'界面的弹性应力对于蠕变过程中的形貌演化很重要。结果还表明，γ'析出相之间狭窄的γ通道在能量上是有利的，并为实验观察到的无任何外加应力下发生的定向粗化提供了解释。
引用
@article{arxiv.1709.02010,
title = {Predicting the morphologies of {\gamma}' precipitates in cobalt-based superalloys},
author = {Andrea M. Jokisaari and Shahab S. Naghavi and Chris Wolverton and Peter W. Voorhees and Olle G. Heinonen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.02010},
year = {2017}
}