690合金中偏析控制的扩散诱导晶界迁移
材料科学
2026-01-23 v1
摘要
在 690 合金中广泛观察到伴随 Cr 贫化的晶界（GB）迁移，这与晶间退化和应力腐蚀开裂密切相关。然而，晶界迁移的基本驱动力及其与 Cr 贫化的关系仍不清楚。在这项工作中，我们采用混合分子动力学和半巨正则蒙特卡洛模拟，研究了在耦合溶质扩散和偏析效应下，不同晶界特征的 690 合金中的晶界迁移。结果表明，尽管 Cr 在晶界处的偏析通常被认为有利于晶界稳定性，但它可以促进扩散诱导的晶界迁移和 Cr 贫化。Cr 沿晶界的扩散产生了局部 Cr 贫化区，这些区域在能量上与正偏析的晶界不相容，从而产生了一个化学驱动力，驱动晶界向富 Cr 的基体迁移，最终导致伴随 Cr 贫化的持续晶界迁移。通过量化溶质-晶界相互作用能量学，我们证明了晶界迁移在数量上受溶质扩散率和偏析强度的耦合效应控制。这些机理性的见解提供了一个统一的框架，合理地解释了在含 Cr 合金中实验观察到的晶界特征、Cr 贫化和晶界迁移之间的相关性。
引用
@article{arxiv.2601.15712,
title = {Segregation-Controlled Diffusion-Induced Grain Boundary Migration in Alloy 690},
author = {Yuntian Jiang and Shuai Zhang and Zhuoming Xie and Xiaohan Bie and Huiqiu Deng and Wangyu Hu and Jie Hou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.15712},
year = {2026}
}