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相场仿真二维晶粒长大过程中的尺寸分布和拓扑演变

孙亚 , 刘国权 , 王超

金属学报

用相场方法对二维晶粒长大过程进行仿真. 结果表明, 相场仿真所得准稳态晶粒尺寸分布, 既可以用Weibull函数又可以用Louat函数很好地拟合, 原因是在一定条件下两种分布函数的图像完全重合或非常相似. 相场方法得到的晶粒拓扑分布经过演变同样达到了自相似或准稳态, 但表现为对数正态分布形式. 晶粒尺寸与晶粒边数间呈非线性关联. 结果既与已有高纯度铝带实验结果相吻合, 又与已有Monte Carlo法仿真结果一致.

关键词: 晶粒长大 , phase field simulation , grain size distribution

马氏体相变中应变自协调效应的三维相场研究

满蛟张骥华戎咏华

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00051

本文通过三维相场模型, 模拟了孪晶结构马氏体的生长, 计算了马氏体生长过程中的能量变化. 结果表明, 在马氏体变体长大阶段, 随演变时间的延长, 对于2个变体马氏体组成的体系, 其总弹性应变能增加; 而对于3个马氏体变体组成的体系, 其总弹性应变能降低. 本文的相场模拟揭示了3个马氏体变体具有最佳的的应变自协调效应.

关键词: 三维相场模拟 , energetic analysis , martensitic transformation , microstructural evolution , self-accommodation effect

位错对Ti-6Al-4V合金α相形核及微织构形成的影响*

张金虎 , 徐东生 , 王云志 , 杨锐

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00053

借助Willis-Steeds-Lothe方法计算了单根长直刃型与螺型位错应力场, 并采用相场动力学方法模拟了含位错Ti-6Al-4V合金中βα转变过程, 探索长直位错应力场下共格α相的形核及对微织构形成的影响. 研究表明, 刃型位错应力场与择优α变体间相互作用能中, 正应力分量S33起主要作用; 螺型位错时切应力分量S23作用最大. 刃型位错应力场对α变体选择的作用要强于螺型位错. 刃型位错下择优变体以V1与V7为主, 螺型位错时以变体V7, V10及V12为主, 且V1/V7, V1/V4/V6是刃型位错下主要出现的变体组合类型, 而螺型位错时则以V7/V10/V12组合为主. 含位错体系的微观组织由位错应力场与α变体之间相互作用能, 以及α变体之间弹性相互作用能共同决定. 位错周围的应力场可导致界面能较高的界面类型出现.

关键词: Ti-6Al-4V合金 , 位错 , 相场模拟 , 变体选择 , 微织构

Sn/Cu互连体系界面金属间化合物Cu6Sn5演化和生长动力学的相场法模拟

柯常波 , 周敏波 , 张新平

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00415

运用多相场模型模拟了Sn/Cu互连体系中晶界扩散系数DGB及界面初生金属间化合物(IMC)相(η相)与液相Sn(L相)间界面能σηL对界面Cu6Sn5组织演化和生长动力学行为的影响.研究表明,界面IMC层Cu6Sn5晶粒以紧密排列的扇贝状形貌存在,其扇贝状形貌同时受DGB和σηL的竞争性影响.IMC的生长过程由3阶段组成:Cu6Sn5晶粒快速生长铺满Cu基底阶段、Cu6Sn5晶粒转变为扇贝状形貌的过渡阶段以及Cu6Sn5层增厚和晶粒粗化同时进行的正常生长阶段.IMC层厚度随DGB增大而增加,随σηL增大而减小;而Cu6Sn5晶粒的平均横向粒径随DGB增大而减小,随σηL增大而增加.界面Cu6Sn5层厚度和晶粒横向粒径随反应时间呈指数规律变化,采用较大DGB和晶界能σGB=2σηL获得的生长指数符合理想的固/液界面反应的生长过程.

关键词: 金属间化合物 , 生长动力学 , 组织演化 , 界面反应 , 相场模拟

位错对Ti-6Al-4V合金α相形核及微织构形成的影响

张金虎 , 徐东生 , 王云志 , 杨锐

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00053

借助Willis-Steeds-Lothe方法计算了单根长直刃型与螺型位错应力场,并采用相场动力学方法模拟了含位错Ti-6A1-4V合金中β→α转变过程,探索长直位错应力场下共格α相的形核及对微织构形成的影响.研究表明,刃型位错应力场与择优α变体间相互作用能中,正应力分量S33起主要作用;螺型位错时切应力分量S23作用最大.刃型位错应力场对α变体选择的作用要强于螺型位错.刃型位错下择优变体以V1与V7为主,螺型位错时以变体V7,V10及V12为主,且V1/V7,V1/V4/V6是刃型位错下主要出现的变体组合类型,而螺型位错时则以V7N10/V12组合为主.含位错体系的微观组织由位错应力场与α变体之间相互作用能,以及α变体之间弹性相互作用能共同决定.位错周围的应力场可导致界面能较高的界面类型出现.

关键词: Ti-6Al-4V合金 , 位错 , 相场模拟 , 变体选择 , 微织构

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