Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của ứng suất đàn hồi đối với hình dạng phát triển của các kết tủa lên động học chín của các pha tứ diện
Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science - Tập 54 - Trang 1843-1856 - 2022
Tóm tắt
Các kết tủa tứ diện đồng nhất, chẳng hạn như pha Ni3Nb γ″ được tìm thấy trong các siêu hợp kim Ni, xuất hiện dưới dạng các hạt hình đĩa. Những hình dạng này là kết quả của các ứng suất méo đàn hồi anisotropic. Chúng tôi trình bày các mô phỏng trường pha sắc nét 3D phản ánh tốt hoàn cảnh này nhờ vào sự bao gồm các hiệu ứng đàn hồi từ sự méo mó. Các mô phỏng này tiết lộ rằng hành vi chín của các kết tủa γ″ lệch đáng kể so với lý thuyết LSW kinh điển về quá trình chín Ostwald. Một chỉ số chín là 2 thay vì 3 mô tả tốt nhất sự phát triển kích thước γ″ được mô phỏng ở nhiệt độ từ 700 °C đến 760 °C. Thông qua một lập luận phân biệt định lượng, chúng tôi cho thấy rằng 60% sự lệch này do sự phụ thuộc kích thước được gây ra bởi đàn hồi của các hình dạng kết tủa. Khi kích thước kết tủa tăng, sự tối ưu hóa năng lượng đàn hồi dẫn đến tỷ lệ khía cạnh của các tấm gia tăng liên tục. Động học chín của các kết tủa gia tăng với tỷ lệ khía cạnh tăng cao. Việc điều chỉnh mối quan hệ phụ thuộc thời gian lũy thừa mới nhận được với dữ liệu thực nghiệm cho ra năng lượng kích hoạt chín có thể giải thích về mặt vật lý gần với năng lượng kích hoạt của sự khuếch tán Nb trong hợp kim.
Từ khóa
#kết tủa tứ diện #siêu hợp kim Ni #mô phỏng trường pha sắc nét #động học chín #ứng suất đàn hồiTài liệu tham khảo
D.F. Paulonis, J.M. Oblak, and D.S. Duvall: Am. Soc. Met. Trans. Quart., 1969, vol. 62, pp. 611–22.
R. Cozar and A. Pineau: Scr. Metall., 1973, vol. 7, pp. 851–54.
A.J. Detor, R. DiDomizio, R. Sharghi-Moshtaghin, N. Zhou, R. Shi, Y. Wang, D.P. McAllister, and M.J. Mills: Metall. Mater. Trans. A, 2018, vol. 49A, pp. 708–17.
R. Shi, D.P. McAllister, N. Zhou, A.J. Detor, R. DiDomizio, M.J. Mills, and Y. Wang: Acta Mater., 2019, vol. 164, pp. 220–36.
C.H. Zenk, L. Feng, D. McAllister, Y. Wang, and M.J. Mills: Acta Mater., 2021, vol. 220, p. 117305.
K. Kusabiraki, I. Hayakawa, S. Ikeuchi, and T. Ooka: Iron and Steel, 1994, pp. 348–52.
Y.-Y. Lin, F. Schleifer, M. Fleck, and U. Glatzel: Mater. Charact., 2020, vol. 165, p. 110389.
A. Devaux, L. Nazé, R. Molins, A. Pineau, A. Organista, J.Y. Guédou, J.F. Uginet, and P. Héritier: Mater. Sci. Eng. A, 2008, vol. 486, pp. 117–22.
X.S. Xie, J.X. Dong, and M.C. Zhang: MSF, 2007, vol. 539–543, pp. 262–69.
J. He, S. Fukuyama, and K. Yokogawa: J. Mater. Sci. Technol., 1994, vol. 17(3), pp. 302–08.
C. Slama, C. Servant, and G. Cizeron: J. Mater. Res., 1997, vol. 12, pp. 2298–316.
M. Sundararaman, P. Mukhopadhyay, and S. Banerjee: Metall. Trans., 1992, vol. 23A, pp. 2015–8.
D. Jianxin, X. Xishan, and Z. Shouhua: Scr. Metall. Mater., 1995, vol. 33, pp. 1933–40.
Y.-F. Han, P. Deb, and M.C. Chaturvedi: Met. Sci., 1982, vol. 16, pp. 555–62.
I.J. Moore, M.G. Burke, and E.J. Palmiere: Acta Mater., 2016, vol. 119, pp. 157–66.
N. Zhou, D.C. Lv, H.L. Zhang, D. McAllister, F. Zhang, M.J. Mills, and Y. Wang: Acta Mater., 2014, vol. 65, p. 270.
M.R. Tonks and L.K. Aagesen: Annu. Rev. Mater. Res., 2019, vol. 49, pp. 79–102.
D. Tourret, H. Liu, and J. LLorca: Prog. Mater. Sci., 2022, p. 100810.
Z. Yu, X. Wang, F. Yang, Z. Yue, and J.C.M. Li: Crystals, 2020, vol. 10, p. 1095.
M. Holzinger, F. Schleifer, U. Glatzel, and M. Fleck: Euro. Phys. J. B, 2019, vol. 92, p. 208.
B. Bhadak, R. Sankarasubramanian, and A. Choudhury: Metall. Mater. Trans. A, 2018, vol. 49A, pp. 5705–26.
B. Bhadak, R.K. Singh, and A. Choudhury: Metall. Mater. Trans. A, 2020, vol. 51A, pp. 5414–31.
V. Vaithyanathan, C. Wolverton, and L.Q. Chen: Phys. Rev. Lett., 2002, vol. 88, p. 125503.
N. Ta, M. U. Bilal, I. Häusler, A. Saxena, Y.-Y. Lin, F. Schleifer, M. Fleck, U. Glatzel, B. Skrotzki, and R. Darvishi Kamachali: Materials, 2021, vol. 14.
Y.-Y. Lin, F. Schleifer, M. Holzinger, N. Ta, B. Skrotzki, R. Darvishi Kamachali, U. Glatzel, and M. Fleck: Materials, 2021, vol. 14.
F. Schleifer, M. Fleck, M. Holzinger, Y.-Y. Lin, and U. Glatzel: Superalloys 2020, Ed. by S. Tin, M. Hardy, J. Clews, J. Cormier, Q. Feng, J. Marcin, C. O'Brien, and A. Suzuki, Springer, Cham, 2020, pp. 500–08.
R. Lawitzki, S. Hassan, L. Karge, J. Wagner, D. Wang, J. von Kobylinski, C. Krempaszky, M. Hofmann, R. Gilles, and G. Schmitz: Acta Mater., 2019, vol. 163, pp. 28–39.
R.Y. Zhang, H.L. Qin, Z.N. Bi, J. Li, S. Paul, T.L. Lee, S.Y. Zhang, J. Zhang, and H.B. Dong: Metall. Mater. Trans. A, 2020, vol. 51A, pp. 1860–73.
P.W. Voorhees, G.B. McFadden, and W.C. Johnson: Acta Metall. Mater., 1992, vol. 40, pp. 2979–92.
F. Schleifer, M. Holzinger, Y.-Y. Lin, U. Glatzel, and M. Fleck: Intermetallics, 2020, vol. 120, p. 106745.
F. Schleifer, M. Müller, Y.-Y. Lin, M. Holzinger, U. Glatzel, and M. Fleck: Integr. Mater. Manuf. Innov., 2022, vol. 11, pp. 159–71.
Peter Fratzl, Oliver Penrose, and Joel L. Lebowitz: Journal of Statistical Physics, 1999, vol. 95.
Y.C. Lin, X.-Y. Jiang, S.-C. Luo, and D.-G. He: Mater. Des., 2018, vol. 139, pp. 16–24.
P.W. Voorhees: J. Stat. Phys., 1985, vol. 38, p. 231.
I.M. Lifshitz and V.V. Slyosov: J. Phys. Chem. Sol., 1961, vol. 19, p. 35.
C. Wagner: Z. Elektrochem., 1961, vol. 65, p. 581.
M.R. Ahmadi, M. Rath, E. Povoden-Karadeniz, S. Primig, T. Wojcik, A. Danninger, M. Stockinger, and E. Kozeschnik: Model. Simul. Mater. Sci. Eng., 2017, vol. 25, p. 55005.
K. Kim and P.W. Voorhees: Acta Mater., 2018, vol. 152, pp. 327–7.
J.O. Andersson, T. Helander, L. Höglund, P. Shi, and B. Sundman: Calphad, 2002, vol. 26, pp. 273–312.
M.J. Sohrabi and H. Mirzadeh: Met. Mater. Int., 2020, vol. 26, pp. 326–32.
M. Karunaratne and R.C. Reed: DDF, 2005, vol. 237–240, pp. 420–25.
A.J. Ardell: Acta Metall., 1972, vol. 20, pp. 61–71.
I.J. Moore, M.G. Burke, N.T. Nuhfer, and E.J. Palmiere: J. Mater. Sci., 2017, vol. 52, pp. 8665–0.
D. Bardel, M. Perez, D. Nelias, A. Deschamps, C.R. Hutchinson, D. Maisonnette, T. Chaise, J. Garnier, and F. Bourlier: Acta Mater., 2014, vol. 62, pp. 129–40.
L.T. Mushongera, M. Fleck, J. Kundin, F. Querfurth, and H. Emmerich: Adv. Eng. Mater., 2015, vol. 17, p. 1149.
W.C. Johnson, T.A. Abinandanan, and P.W. Voorhees: Acta Metall. Mater., 1990, vol. 38, pp. 1349–67.
A.J. Ardell and V. Ozolins: Nat. Mater., 2005, vol. 4, pp. 309–16.
X. Li, K. Thornton, Q. Nie, P.W. Voorhees, and J.S. Lowengrub: Acta Mater., 2004, vol. 52, pp. 5829–43.
J.D. Boyd and R.B. Nicholson: Acta Metall., 1971, vol. 19, p. 1379.
E. Kozeschnik, J. Svoboda, and F.D. Fischer: Mater. Sci. Eng. A, 2006, vol. 441, pp. 68–72.
M.E. Thompson and P.W. Voorhees: Acta Mater., 1999, vol. 47, pp. 983–6.
V. Vaithyanathan and L.Q. Chen: Acta Mater., 2002, vol. 50, pp. 4061–73.
Alphonse Finel: Phase Transformations and Evolution in Materials, Ed. by P. E. A. Turchi and A. Gonis, 2000, pp. 371–85.
Brener, Marchenko, Muller-Krumbhaar, and Spatschek: Physical Review Letters, 2000, vol. 84, pp. 4914–17.
M. Fleck and F. Schleifer: Engineering with Computers, 2022.
A. Finel, Y. Le Bouar, B. Dabas, B. Appolaire, Y. Yamada, and T. Mohri: Phys. Rev. Lett., 2018, vol. 121, p. 25501.
M. Fleck, F. Schleifer, M. Holzinger, and U. Glatzel: Metall. Mater. Trans. A, 2018, vol. 49A, pp. 4146–57.
F. Theska, A. Stanojevic, B. Oberwinkler, S.P. Ringer, and S. Primig: Acta Mater., 2018, vol. 156, pp. 116–24.
H. Qin, Z. Bi, R. Zhang, T. L. Lee, H. Yu, H. Chi, D. Li, H. Dong, J. Du, and J. Zhang: Superalloys 2020, Ed. by S. Tin, M. Hardy, J. Clews, J. Cormier, Q. Feng, J. Marcin, C. O'Brien, and A. Suzuki, Springer International Publishing, Cham, 2020, pp. 713–25.