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《中南大学》 2012年
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Al合金扩散系数及微结构演变的模拟

崔森林  
【摘要】:多元铝合金具有重要的商业价值,在航空和民用工业有着广泛的应用。对多元铝合金中显微组织,加工和性能之间关系的理解对于新型铝合金的设计有着重要的意义。基于第一性原理,相图热力学,扩散动力学,和相场方法的显微组织演变模拟是一种研究材料中显微组织,加工和性能之间关系的行之有效的工具。而影响显微组织结构演变模拟可靠性的重要决定因素之一便是扩散。因此,多元铝合金体系的扩散动力学数据库的建立对铝合金工业的发展至关重要。 本工作选择多元铝合金体系中的Al-Ag-Cu-Mg-Ni-Zn六元系进行扩散系数和微结构演变的模拟研究。本文中严格地评估了文献中报道的fcc Al-Ag合金、fcc Al-Zn合金、fcc Ag-Zn合金、fcc Cu-Zn合金、fcc Ni-Zn合金、fcc Al-Ag-Zn合金、fcc Al-Cu-Zn合金.fcc Al-Mg-Zn合金和fcc Cu-Ni-Zn合金与扩散系数相关的信息,通过DICTRA (Diffusion Controlled TRAnsformation)软件建立了这些体系的精准原子移动性数据库。并结合相应的热力学数据库,对这些体系中的扩散行为,如成分距离曲线,扩散通道,柯肯达尔面的迁移等,进行了一维DICTRA模拟。结合文献中报道的原子移动性参数和热力学参数,建立了自洽的fcc Al-Zn-Mg-Ag和fcc Al-Zn-Mg-Cu合金的扩散动力学和热力学数据。该数据库被成功地运用于模拟这两个体系中四元扩散偶的成分距离曲线。 通过耦合扩散动力学数据库和相图热力学数据,采用基于多相场的MICRESS (MICRostructure Evolution Simulation Software)软件对Al-Ni体系γ相中析出γ'相的过程中显微组织演变进行了二维的相场模拟。模拟过程中所输入的参数大多来自文献中报道的实验信息。同时,本次模拟中考虑了共格应变对析出物形貌和熟化过程的影响。模拟的显微组织演变过程与实验观测较为接近。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG146.21

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【参考文献】
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