Fe-1．95％Cu-1．95％Ni合金时效过程的分子动力学模拟.pdfVIP

第35卷 第5期 上 海 金 属 Vo1．35，No．5 2013年9月 SHANGHAIMETALS September，2013 5 Fe-1．95％Cu-1．95％Ni合金时效过程的分子动力学模拟 魏小荣 赵世金 (上海大学微结构重点实验室 ，上海 200072) 【摘要】 采用分子动力学模拟了Fe．1．95％Cu．1．95％Ni合金在823K下的时效过程。结 果表明：在Fe．cu．Ni合金中，cu和 Ni之间存在一种相互促进扩散相互促进析出的协同作用； Cu、Ni的扩散过程都存在三个扩散速率不同的阶段，分别为 自由迁移形成团簇的过程，溶质团 簇的不断形成过程和 团簇的长大过程。 【关键词】 Fe一1．95％Cu．1．95％Ni合金 分子动力学模拟 时效 扩散 M OLECULAR DYNAM ICSSIMULATIoN To THE AGING PRoCESS IN DILUTE Fe．1．95％Cu．1．95％NiALLoY WeiXiaorong ZhaoSh~in (KeyLaboratoryforMicrostructures，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China) A【bstract】 TheagingbehaviorofFe一1．95％Cu-1．95％Nialloyat823Kwasinvestigatedby moleculardynamicssimulations．ItwasfoundthattherewasasynergybetweenCuandNi，whichled toco-diffusion and CO-precipitation．Three stagesofsolute—atom diffusion processwereobserved， which associatedwith the freemigration ofsoluteatomsto clustering，theprocessofcontinuous clusteringandthegrowthofformedclusters，respectively． 【Key Words】 Fe．1．95％Cu-1．95％NiAlloy，MolecularDynamicsSimulations，Aging， Diffusion 核反应堆压力容器 (RPV)钢经过长期中子辐 随着材料计算学和计算机技术的快速发展， 照后韧脆转变温度升高，导致材料脆化。研究表 分子动力学 (MD)方法 已经广泛应用于微结构 明¨J，纳米 cu团簇是RPV钢脆化的主要机制之 的原子尺度演化过程研究，如相变 过程等。 一 。 RPV钢中Cu的含量低 ，服役温度大约为 290 目前，MD也是研究 0．【Fe中cu团簇时效析出的 ℃，Cu团簇 的形成需要很长的时间。为了深入地 有效方法之一。例如，Gao等人 通过 MD模拟 理解 RPV钢中cu团簇的演化过程及其对材料性 从能量的角度对 一Fe中Cu的析出行为进行了 能的影响，通常对增加了溶质原子含量的RPV模 阐述。Osetsky等人 。。采用 MD模拟研究了Fe— 拟钢或合金进行高温 (400～550℃)时效研究。 Cu合金 中Cu在不同温度、不同空位浓度下的扩 结果表明， 会促进 cu团簇的析出并且 M 可以 散过程 ，发现在高空位浓度下 Cu的扩散过程存 作为 cu团簇析出时的成核点 J，提高 cu和 Ni 在三个扩散速率不 同的阶段。A1一Motasem等 的含量都能提高材料的脆性 ，除了Cu原子的 人 ¨¨结合MD和蒙特卡罗方法对 cu团簇的能 偏聚之外，Cu团簇中也