熔体热历史对Al合金凝固特性影响的分子动力学模拟
发布时间：2021-01-01 19:40
合金的熔体热历史对材料的组织与性能等有着直接和重要的影响,当前对凝固过程的研究已经扩展到凝固开始前的液态金属结构对凝固组织的影响,研究熔体热历史对Al合金凝固特性的影响具有重要的理论意义和实际价值。本文通过采用分子动力学模拟的方法测定了 Al-Ni合金、Al-Cu合金和Al-Ti合金的熔点并选择了体系最适合的势函数,对不同冷却速率下的径向分布函数以及凝固后的微观组织结构进行对比分析,通过改变初始温度和弛豫时间分析了热历史对熔体扩散系数的影响。得到的主要结论有:采用多种势函数获得三种Al合金的模拟熔点,Al-Ni模拟熔点与实际熔点最小误差为39.12K;Al-Cu模拟熔点与实际熔点最小误差为32.76K;Al-Ti模拟熔点与实际熔点最小误差为45.13K。模拟计算得到Al-Ni合金的径向分布函数中,在1.0×1010K/s的冷却速率下Al0.25Ni0.75熔体的径向分布函数呈现出明显的晶体特征,凝固后面心立方结构占89%;在1.0×1010K/s的冷却速率下Al0.8Ni0.2熔体的径向分布函数呈现出明显的晶体特征,凝固后面心立方结构和密排六方结构占85.8%。Al-Cu合金的径向分布...
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
73.15K固溶不同时间后的Al-0.2Ni合金金相组织[29]
51.2 不同时效温度后 Al-0.2Ni 合金板材的硬度和导电率的凝固过程研究中，生长方式的研究能够解释许释最终凝固产物的形成过程和存在的差异。Si--10wt％Ni 合金的凝固过程进行观察，观察过程发长。他们发现初生金属间化合物 Al3Ni 相在该条种截然不同的生长方式，而且“I”型由于在能量V”型 Al3Ni 相的生长，另一方面“V”型 Al3Ni 相在致 Al3Ni 相的生长差异的主要原因在于过冷度和，Al-Ni 系合金的应用也非常广泛。纳米材料由 之间，这种情况下得到的纳米材料整体上呈现
史下的合金熔体微观结构进行研究，而是进一步转向宏观和相对容易观察和分析面上去，希望能从不同的尺度和方面去理解和探究熔体热历史的影响。在熔体热固界面的稳定性研究过程中，Al-4.65%Cu 合金的定向凝固界面稳定性与该合金历史关系非常密切，在陈光等[61]人研究后发现该合金成分下的 Al-Cu 合金的凝定性与过热处理温度之间存在的关系不是简单地正相关或者负相关，而是由于合构的复杂性和熔体结构受多种因素的影响，导致两者之间的关系是在刚开始的过度时会增强界面的稳定程度，而在超过一定温度之后，反而会使得合金的凝固界稳情况。性能是凝固产物最直观的外在体现，也是铝合金研发应用的出发点和落脚点，所体热历史对铝合金力学性能的影响研究一直非常重视。在对 Al-10%Cu 合金组织行研究过程中就发现通过改变熔体热历史可以明显改善合金组织结构和力学性能等[62]就发现能够通过对熔体阶段进行过热和高低温混合的手段达到细化显微组，并且可以在一定程度上提高合金的抗拉强度和延伸率，如图 1.3 和图 1.4 所示到在 900℃的过热处理后的合金力学性能最为优异。
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米NiAl-Ni和Ni3Al-Ni合金的低温电阻特性[J]. 郑海涛,代飞,张莉莉,罗江山,林伟,王凯,易勇,雷海乐. 强激光与粒子束. 2018(12)
[2]大变形高纯Al-4%Cu合金性能与微观结构分析[J]. 周伟,张凌峰,熊毅,刘玉亮,任凤章. 塑性工程学报. 2018(05)
[3]Al2Cu拉伸变形的分子动力学模拟[J]. 刘晓波,熊震,方洲,李艳. 中国有色金属学报. 2018(09)
[4]超细晶Al-Cu合金的力学性能与点腐蚀行为[J]. 刘晓红,徐亮,严伟林. 热加工工艺. 2018(16)
[5]固溶时效对Al-0.2Ni铝合金组织和性能的影响[J]. 王丽媛,李亨,胡越,李明,张真. 热加工工艺. 2018(16)
[6]Ti-Al系二元合金的稳定性及电子结构性能研究[J]. 刘艳侠,马云莉,程超,陈星太,孙嘉兴,王逊. 辽宁大学学报(自然科学版). 2018(03)
[7]固溶时间对Al-Ni耐热合金导线组织、硬度和导电性能的影响[J]. 倪艳荣,李艳华. 热加工工艺. 2018(12)
[8]In situ Study on the Growth Behavior of Primary Al3Ni Phase in Solidifying Al–Ni Alloy by Synchrotron Radiography[J]. Si-Yu Sun,Qiao-Dan Hu,Wen-Quan Lu,Zong-Ye Ding,Ming-Qin Xu,Ming-Xu Xia,Jian-Guo Li. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2018(06)
[9]Ti3Al合金中α2相的比例及分布特征对其力学性能的影响[J]. 罗倩,李建崇,朱郎平,郝彦君,刘金旭,桑青青,李树奎. 精密成形工程. 2018(03)
[10]Synthesis and Compression Property of Oxidation-Resistant Ni-Al Foams[J]. Wen-Wen Zeng,Si-Han Hou,Xiao-Jun Ding,De-Li Duan,Shu Li,Shi-Hong Zhang. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2017(10)
硕士论文
[1]熔体热历史对金属凝固特性影响的研究[D]. 高阿红.西安工业大学 2013
本文编号：2951876
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
73.15K固溶不同时间后的Al-0.2Ni合金金相组织[29]
51.2 不同时效温度后 Al-0.2Ni 合金板材的硬度和导电率的凝固过程研究中，生长方式的研究能够解释许释最终凝固产物的形成过程和存在的差异。Si--10wt％Ni 合金的凝固过程进行观察，观察过程发长。他们发现初生金属间化合物 Al3Ni 相在该条种截然不同的生长方式，而且“I”型由于在能量V”型 Al3Ni 相的生长，另一方面“V”型 Al3Ni 相在致 Al3Ni 相的生长差异的主要原因在于过冷度和，Al-Ni 系合金的应用也非常广泛。纳米材料由 之间，这种情况下得到的纳米材料整体上呈现
史下的合金熔体微观结构进行研究，而是进一步转向宏观和相对容易观察和分析面上去，希望能从不同的尺度和方面去理解和探究熔体热历史的影响。在熔体热固界面的稳定性研究过程中，Al-4.65%Cu 合金的定向凝固界面稳定性与该合金历史关系非常密切，在陈光等[61]人研究后发现该合金成分下的 Al-Cu 合金的凝定性与过热处理温度之间存在的关系不是简单地正相关或者负相关，而是由于合构的复杂性和熔体结构受多种因素的影响，导致两者之间的关系是在刚开始的过度时会增强界面的稳定程度，而在超过一定温度之后，反而会使得合金的凝固界稳情况。性能是凝固产物最直观的外在体现，也是铝合金研发应用的出发点和落脚点，所体热历史对铝合金力学性能的影响研究一直非常重视。在对 Al-10%Cu 合金组织行研究过程中就发现通过改变熔体热历史可以明显改善合金组织结构和力学性能等[62]就发现能够通过对熔体阶段进行过热和高低温混合的手段达到细化显微组，并且可以在一定程度上提高合金的抗拉强度和延伸率，如图 1.3 和图 1.4 所示到在 900℃的过热处理后的合金力学性能最为优异。
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米NiAl-Ni和Ni3Al-Ni合金的低温电阻特性[J]. 郑海涛,代飞,张莉莉,罗江山,林伟,王凯,易勇,雷海乐. 强激光与粒子束. 2018(12)
[2]大变形高纯Al-4%Cu合金性能与微观结构分析[J]. 周伟,张凌峰,熊毅,刘玉亮,任凤章. 塑性工程学报. 2018(05)
[3]Al2Cu拉伸变形的分子动力学模拟[J]. 刘晓波,熊震,方洲,李艳. 中国有色金属学报. 2018(09)
[4]超细晶Al-Cu合金的力学性能与点腐蚀行为[J]. 刘晓红,徐亮,严伟林. 热加工工艺. 2018(16)
[5]固溶时效对Al-0.2Ni铝合金组织和性能的影响[J]. 王丽媛,李亨,胡越,李明,张真. 热加工工艺. 2018(16)
[6]Ti-Al系二元合金的稳定性及电子结构性能研究[J]. 刘艳侠,马云莉,程超,陈星太,孙嘉兴,王逊. 辽宁大学学报(自然科学版). 2018(03)
[7]固溶时间对Al-Ni耐热合金导线组织、硬度和导电性能的影响[J]. 倪艳荣,李艳华. 热加工工艺. 2018(12)
[8]In situ Study on the Growth Behavior of Primary Al3Ni Phase in Solidifying Al–Ni Alloy by Synchrotron Radiography[J]. Si-Yu Sun,Qiao-Dan Hu,Wen-Quan Lu,Zong-Ye Ding,Ming-Qin Xu,Ming-Xu Xia,Jian-Guo Li. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2018(06)
[9]Ti3Al合金中α2相的比例及分布特征对其力学性能的影响[J]. 罗倩,李建崇,朱郎平,郝彦君,刘金旭,桑青青,李树奎. 精密成形工程. 2018(03)
[10]Synthesis and Compression Property of Oxidation-Resistant Ni-Al Foams[J]. Wen-Wen Zeng,Si-Han Hou,Xiao-Jun Ding,De-Li Duan,Shu Li,Shi-Hong Zhang. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2017(10)
硕士论文
[1]熔体热历史对金属凝固特性影响的研究[D]. 高阿红.西安工业大学 2013
本文编号：2951876
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