马仁涛郝传璞王清任明法王英敏董闯
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00039
利用“团簇+连接原子”结构模型研究了典型低弹bcc β-Ti固溶体合金的成分特征. 对现有低弹β-Ti固溶体合金的成分分析表明它们均满足团簇式[CN14团簇](连接原子)x. 根据该式, 设计了Ti-Mo-Nb-Zr系列合金 [MoTi14]Ti (质量分数表达时为Ti-11.8Mo), [MoTi14]Nb (Ti-11.2Mo-10.8Nb), [MoTi14]Nb2 (Ti-10.1Mo-19.5Nb)和[Mo(Ti13Zr)]Nb2 (Ti-9.2Zr-9.6Mo-18.7Nb), 并采用Cu模吸铸快冷技术制备直径为3和6 mm的合金棒. 结果表明, 吸铸制备的合金均为bcc结构; 当连接原子由Ti变成更低弹的Nb时, 合金弹性模量降低; 低弹Zr替代Ti进一步降低了合金的弹性模量, [Mo(Ti13Zr)]Nb2 合金的弹性模量E=72 GPa. 铸态样品经过固溶和水淬处理后弹性模量降低.
关键词:
Ti-Mo-Nb-Zr合金
,
β-Ti solid solution
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cluster-plus-glue-atom model
,
composition design
,
low Young's modulus
王清
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郭晓雷
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张瑞谦
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王英敏
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董闯
,
冀春俊
材料热处理学报
利用“团簇加连接原子”结构模型研究了铁素体时效不锈钢的成分规律,确定了BCC Fe-Cr二元基础团簇成分式为[Cr-Fe10Cr4]Cr,其中团簇为以溶质原子Cr为心的周围被10个基体Fe和4个Cr原子包围的菱形十二面体Cr-Fe10Cr4.根据团簇式和相似组元替代形成多元合金化的合金成分式[(Ni16-m-nCumAln)-Fe160Cr64] (Cr16-o-p-q-rMooTipNbqVr).采用铜模吸铸技术制备φ6 mm的合金棒,分别在1030℃、1150℃下固溶处理0.5h并在555℃时效3h.结果表明,合金化的系列合金在1150℃下固溶处理时能获得单一BCC结构,在此基础上时效后系列合金的硬度和强度显著提高,其中[(Ni14Cu2)-(Fe160Cr64)](Cr7 Mo6Ti2 Nb1)合金在时效处理后具有良好的强韧性配合,分别为HV=397 HV、σ0.2=1017 MPa和σb=1287 MPa、ε=7.7％.
关键词:
铁素体时效不锈钢
,
合金设计
,
“团簇加连接原子”模型
,
高强度
,
热处理
耿遥祥
,
王英敏
,
羌建兵
,
董闯
,
汪海斌
,
特古斯
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00033
利用“团簇加连接原子”模型设计和优化具有高形成能力的Fe-B-Si-Nb块体非晶合金.以源于Fe-B二元共晶相的Fe2B局域结构为基础,结合电子浓度判据,构建Fe-B二元理想非晶团簇式[B-B2Fe8]Fe;考虑到原子间混合焓的大小,选择Si和Nb原子分别替代[B-B2Fe8]团簇的中心原子B和壳层原子Fe,得到[Si-B2Fe8-xNbx]Fe系列四元非晶成分.结果表明,[Si-B2Fe8-xNbx]Fe团簇式在x=0.2～1.2成分处均可形成块体非晶合金,其中在x=0.4～0.5的成分区间内均可形成临界尺寸为2.5mm的块体非晶合金.考虑到原子半径的大小,鉴于增加Nb的同时降低Si的含量可维持[Si-B2Fe76Nb0.4]Fe非晶团簇结构的拓扑密堆性,由此得到另一系列[(Si1-yBy)-B2FevxNbx]Fe团簇式成分.结果表明,在(x=0.5,y=0.05)～(x=0.9,y=0.25)成分区间内均可通过Cu模铸造法获得直径为2.5 mm的块体非晶.新设计获得的Fe-B-Si-Nb块体非晶合金具有优良的室温软磁性能和力学性能,其中[Si-B2Fes-xNb]Fe(x=0.2～0.6)非晶合金的饱和磁化强度为1.14～1.46 T,矫顽力为1.6～6.7 A/m;[(Si0.95B0.05)-B2Fe75Nb0.5]Fe块体非晶合金的室温压缩断裂强度达4220 MPa,塑性形变约为0.5％.
关键词:
“团簇加连接原子”模型
,
Fe-B-Si-Nb块体非晶合金
,
力学性能
,
软磁性能
洪海莲
,
董闯
材料热处理学报
运用描述近程有序结构的“团簇加连接原子”方法,建立了Au-Cu合金的稳定局域结构模型,进而解析了具有特殊性能的成分点,其中包括ASTM手册中列出的3种钎料BAu-11 (50Au-50Cu)、BAu-1 (37.5Au-62.5Cu)和BAu-2 (80Au-20Cu).结果表明,特殊性能成分金铜合金,具有简单的满足团簇式的成分规律,反映着固溶体近程有序本质结构.
关键词:
固溶体
,
团簇加连接原子模型
,
成分设计
,
Au-Cu合金
,
团簇式
于晶晶
,
王清
,
李晓娜
,
石尧
,
董闯
,
冀春俊
,
徐香明
材料热处理学报
应用“团簇加连接原子”结构模型对镍基高温合金成分进行了解析,指出了这些合金均源自基础团簇式[Cr-Ni12]Cr3,其中[Cr-Ni12]为在FCC结构中以Cr为心的立方八面体团簇,搭配以3个Cr作为连接原子.根据合金化组元与基体Ni的混合焓大小确定其在团簇式中的位置,最终形成多元合金化后的团簇式[(Al/Ti/Nb)-(Ni/Fe/Co)12](Cr/Al)3.采用铜模吸铸快冷技术制备φ10 mm的合金棒,并对其在1373 K保温2h后空冷.结果表明团簇式中含有一个Al时会有细小的γ'相析出,含有两个Al时[Al-(Ni10Fe2)](Cr2Al)合金中γ'相球形析出,粒子尺寸为30 ～ 60 nm；硬度测试表明前者强化效果不明显,后者由于γ'粒子长大使得合金硬度提高.当Al/Ti/Nb等比例占据团簇心部时,[(Al1/3 Ti1/3 Nb1/3)-(Ni10 Fe2)]Cr3合金的硬度最高,为2.86 GPa.
关键词:
镍基高温合金
,
γ '析出相
,
"团簇加连接原子"模型
