Mg-Al合金Mg17Al12连续析出相形貌的相场模拟

金属学报, 2013, 49(3): 277-283. doi: 10.3724/SP.J.1037.2012.00531

Mg-Al合金Mg17Al12连续析出相形貌的相场模拟

韩国民 ^1, , 韩志强 ^2, , Alan A.Luo ^3, , Anil K.Sachdev ^4, , 柳百成 ^5,

1.清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室,北京,100084

2.清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室,北京,100084

3.Chemical Sciences and Materials Systems Laboratory, General Motors Global Research and Development Center, Warren, MI 48090-9055, USA

4.Chemical Sciences and Materials Systems Laboratory, General Motors Global Research and Development Center, Warren, MI 48090-9055, USA

5.清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室,北京100084;清华大学汽车工程系汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084

基金项目: General Motors Global Research and Development Center,Tsinghua University Initiative Scientific Research Program(2011Z02160) 国家自然科学基金项目51175291,科技部国际科技合作计划课题2010DFA72760和2011DFA50909及清华大学自主科研计划项目2011Z02160资助 National Natural Science Foundation of China(51175291) MOST (Ministry of Science and Technology) of China(.2010DFA72760 and 2011DFA50909)

关键词： Mg-Al合金 , 连续析出相 , 形貌演化 , 热力学计算 , 界面能各向异性 , 微观弹性应变能 , 相场模型

PHASE FIELD SIMULATION ON MORPHOLOGY OF CONTINUOUS PRECIPITATE Mg17Al12 IN Mg-Al ALLOY

Keywords： Mg-Al alloy , continuous precipitate , morphology evolution , thermodynamic calculation , interfacial energy anisotropy , micro elastic strain energy , phase-field model

基于KKS相场模型模拟了Mg-Al合金Mg17Al12单个连续析出相的形貌演化.相场模型中,各相自由能及化学势由Thermo-Calc热力学计算软件计算.构造各向异性函数时考虑了界面能各向异性的影响,基于Khachaturyan微观弹性应变能理论考虑了微观弹性应变能的影响.结果表明:仅考虑界面能各向异性不考虑微观弹性应变能,析出相呈板条状形貌;仅考虑微观弹性应变能不考虑界面能各向异性,析出相呈菱形,综合考虑界面能各向异性和微观弹性应变能,析出相呈板条状形貌,端部呈平行四边形,此形貌特征与实验观察结果吻合;界面能各向异性决定析出相的板条状形貌特征,微观弹性应变能导致端部产生平行四边形特征.

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