0:10.13374/j.1ssn1001053x.1997.06.013 第19卷第6期 北京科技大学学报 Vol.19 No.6 1997年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1997 Fe,Al合金形变诱导有序显微结构 及合金元素的作用（四）* 陈国良黄原定张立春 孙祖庆杨王王月 北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京100083 摘要从变诱导有序显微结构变化的角度，说明了合金元素铬和钼对F,A基合金力学性能和显 徽组织的影响.结果表明：合金元素铬和钼主要固溶于F,Al基合金中，铬的主要作用是固溶软 化，促进形变诱导无序化：钼主要起固溶强化作用，阻碍形变诱导无序化，有利于蠣变回复诱导有 序化. 关葡词金属间化合物，铁铝化合物，蠕变，有序化，形变诱导有序无序化 中图分类号TG135.4 早已证明：对于FAl基合金，铬是一个固溶软化元素，能降低它的屈服强度，提高其合金 的塑性；而钼是一个有效的固溶强化元素，提高其合金的强度1~1，McKamey2.和作者的工 作5：都认为，由于铬促进交滑移导致固溶软化，它提高合金塑性的原因在于提高合金的解理 强度，其根据是含铬的合金常使断口由解理断口转变为串晶和沿晶混合断口，后来McKamey 又补充认为铬抑制水气环境脆性也是一个原因[8)，McKamey6和本文作者的工作都由实验证 明，Mo固溶强化作用与其提高再结晶温度和有序化温度有关.本文试图从F,Al合金中的形 变诱导无序化及蠕变诱导有序结构变化的角度来进一步讨论铬和钼的作用. 1试验方法及结果 11合金元素铬的作用 有关的试验方法见文献[9].表I为铬对Fe,A1合金室温力学性能的影响.铬降低Fe,A1合 金屈服强度的同时提高其延伸 率，且改变解理断裂为混合断 表1DO3有序结构Fe3A1合金的富温力学性能 裂这一结果与前人工作24，都 合金模式晶粒直径μmo/MPa ow/MPa s/%断裂方式 FeAl 200 250 495 3.8 解理 证明了铬在Fe,Al合金中是固溶 FeAl 73 339 428 2.0 解理 软化元素，并且增加沿晶断裂倾 FesAl+Cr 200 182 532 6.8 混合 向.铬同样也有降低Fe,Al合金 FeAl+Cr 73 280 513 6.4 混合 高温强度的倾向.表2为合金元 素铬对持久强度的影响 1997-01-10收稿第一作者男64岁教授 ◆国家自然科学基金资助项目
第19 卷 第6期 1 99 7年 12 月 北 京 科 技 大 学 学 报 OJ u r n a l o f U n i v e r s i yt o f cS i e n e e a n d T e e h n o l o g y B e ij i n g V 0 1 . 1 9 I k c 。 N o . 6 19 9 7 祖 eF 3 AI 合金形变诱 导有序显微结构 及合金元素的作用 (l)I * 陈 国 良 黄原 定 张立春 孙祖庆 杨 王王月 北京科 技大学新金 属材料 国家重点实验室 , 北京 1 00 0 83 摘要 从 变诱导有 序显微 结构变化 的角度 , 说 明了合金元 素铬和钥 对 eF 3 AI 基合金力学性能和显 微 组织 的影响 . 结 果表 明 : 合金元 素铬和 铂主要 固溶于 cF 3 AI 基合 金 中 , 铬的 主要作 用是 固溶软 化 , 促进形 变诱 导无序化 ;钥主要起 固溶 强化作用 , 阻碍形变诱 导无序 化 , 有利于蠕变 回复 诱导有 序化 . 关拍词 金属 间化合物 , 铁铝化合物 , 蠕变 , 有序化 , 形变诱导有序 无序化 中圈分类号 T G 13 5 . 4 早 已 证明 : 对于 eF 3 AI 基合金 , 铬是 一 个 固溶 软化元 素 , 能 降低它 的屈 服强 度 , 提 高 其合 金 的塑 性 ; 而 钥 是 一个 有效 的 固溶 强化 元 素 , 提高 其合 金 的强 度〔’ 一 ` l . cM K 别tn e y z[, 4 1和 作者 的工 作 5[, 6 ]都认 为 , 由于铬促 进交 滑移 导致 固溶软化 , 它提 高合金 塑性 的原 因在 于提 高合金的解 理 强度 , 其根 据是 含铬 的合 金 常使 断 口 由解理 断 口 转 变为 串晶和 沿 晶混合断 口 . 后来 cM K a m e y 又补 充认 为铬抑制水气环 境脆性也 是 一个原 因 8[] . cM K a ll l e y 6[] 和本文作者 的工作都由实验证 明 , oM 固溶强 化作用 与其提高再结晶温度 和 有序化温 度有关 . 本文试 图从 eF 3 IA 合金 中 的形 变诱导无序化及蠕变 诱导有序结构变 化的角度 来进一步 讨论铬和 钥的作用 . 1 试验方法及结果 L l 合金元素铬的作用 有关 的试 验方法 见文 献 【9] . 金 屈 服 强 度 的 同 时 提 高其延 伸 率 , 且 改 变 解 理 断裂 为 混 合 断 裂 . 这 一 结果 与前人 工 作 2[, 4 ] , 都 证 明 了铬在 eF 3 IA 合金 中是 固溶 软化元 素 , 并且 增 加沿 晶 断裂 倾 向 · 铬 同样 也 有降低 eF 3 IA 合金 高 温 强 度 的 倾 向 . 表 2 为 合 金 元 素铬 对持 久强 度 的影 响 . 表 1 为铬 对 eF 3 IA 合金 室温力 学性 能 的影响 . 铬 降低 eF 3 IA 合 表 1 D 0 3有序结构 eF 达l合金的宜沮 力学性能 合金模式 晶粒直径/“ m 时N T a a 以N 甲a 。既 断裂方式 eF 3 IA eF 3 IA eF 3 IA + C r eF 3 IA + C r 解理 解理 混合 混合 199 7 一 01 一 10 收稿 第一 作者 男 6 4岁 教授 * 国家 自然科学基金资助项 目 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1997. 06. 013
Vol.19 No.6 陈国良等：民A合金形变诱导有序显嫩结构及合金元素的作用（Ⅱ） ·581 图1为Fe,AI+Cr合金经室沮拉伸变形1.5%后的表面滑移线形貌，可以看到有很多滑 移线呈波纹状且较细，而Fe,Al合金 经相同的室温拉伸变形1.5%后的滑 表2条对B2结构Fe41合金挎久强度的影响(600℃，200M) 合金寿喻x10sc/% 晶粒直径/um 位错分析 移线却呈平直且较粗，说明含铬合金 FeAl 19.8 473 70 两分位情为主 较Fe,A合金更易出现交滑移，并且 FeAl+2Cr 11.2 47.0 70 单位位情为主 滑移分布更趋均匀化.观察了短点阵 FeAl+5Cr 6.5 55.5 70 单位位情为主 位错及反相肺界形貌（图2），可以看 出，此时NAPB呈“之"字形，进一步证实了含储合金中位错运动的交滑移现象， 100μm 400nm 图1 FeAHCr合金经富温拉伸变形 13%后的表面滑移线形貌 图2 FeAHCr合金的反相隔界形貌 铬影响民，A1合金超位错、APB能及分解位错之间的间距，实际测量时Fe,A合金 12超位错中单位位错的间距是呈几率分布的（图3）.本文中以最大几率的宽度为准， 计算出APB能数据列于表3.可以看出，铬有效降低了APB能，增大超点阵位错的间距，观察 了经500℃，5d处理的Fe,A1合金的热反相畴尺寸发现：含铬合金的反相晴尺寸比不含络的 合金小，加人络后使反相畴的平均直径由Fe,Al合金时的1μm降低到Fe,A+Cr合金时的0.2 ~0.5um,反相畴尺寸的诚小同样意味菁含Cr合金有序能或有序转变温度的降低.位错反相 晴界能的下降和超点阵位错间距的增大.中子衍射分析结果表明：DO,结构中铬原子主要占据 铝原子的次近邻铁原子的位置上，由此异类原子对中Fe-AI原子对分量减少，而Fe-Cr和 Al-Cr原子对分量增加.Fe和A1的电负性差较大(0.117eV,而Fe-Cr和Al-Cr2种原子 对的电负性差比较低，这意味着铬合金化使异类原子对之间统计平均的交互作用能下降，导 100 100 F,AI+5%C原于分数) F色A1+5%C原子分数) 80 R 9 R DC结构 60 DC结构 40 为 20 20 0 50 90 130 170 210250 13 1925 31 37 R/nm R/nm 图3FCA1合金1/2<11I)超位罐中单位位错的间距分布
·582· 北京科技大学学报 1997年第6期 致NNAPB和NNNAPB能的降低， 表3FeAl基合金的超点陈间距(RR)与反相畴界能E NNNAPB NNAPB 合金 R/nm E(×10Jcm-2) Rnm E/(×10-3.cm-2) Fe3Al 30~50 43~57 7~10 53~76 FeAl+Cr 90~110 15~19 13~16 33~41 Fe3Al+CrZrMoNbB 30-50 43~57 4~7 76~133 反相畴尺寸及APB能直接与合金的屈服强度相关.反相畴尺寸愈小，NNAPB能和 NNNAPB能降低，均导致屈服强度的降低，这是铬固溶软化的原因.同时由于铬降低有序能及 反相畴界能导致位错间距的增大，使得超位错能在更小的外力下发生分解，直至变成单位位 错运动.大量的不成对位错的运动及其交互作用将破坏原子的有序排列，对于室温变形来说， 这就意味着在较小的形变量下发生形变诱导无序化.也就是说，铬的固溶软化作用和提高塑 性的作用都可以来自铬降低有序能及反相畴界能.另一方面，实验已证明，这种形变促使局部 地增加结构无序度及超位错分解成单位位错运动的发展，将导致有更多的滑移系开动以及交 滑移的进行，交滑移使位错在晶内滑移带的堆积程度减少，有更多的位错通过交滑移运动到 晶界，增加品界区位错堆积程度，导致晶界区更大的应力集中，因此铬也可通过这种方式增加 沿晶断裂倾向.当然，如果F,A1合金的解理强度和晶界强度接近，同时铬又提高解理强度，则 也有利于增加沿晶断裂倾向. 铬降低F,AI高温持久强度与降低屈服强度的原因类似.在持久试验条件下存在形变诱 导无序化及蠕变加速有序转变2种相反的过程，铬降低有序能及反相畴界能，促进诱导无序 化过程，结果在持久过程中单位位错运动的分量增大（表2）， 1.2合金元素的作用 表4列出了几种含钼的Fe,Al合金的室温拉伸性能.可见，含钼的Fe,AI合金的室温拉伸 性能远高于二元合金.表5为含钼的Fe,Al合金的高温性能，可以看出，钼有效地提高F3Al 表4含钼的Fe3AI基合金室温拉伸性能(DO结构) 合金类型 结构 o:/MPa ab/MPa e1% 断裂方式 FeAl+CrZrMoNbB DO; 329 546 5.0 解理 Fe3Al+CrZrMoNbB B2 530 950 14.1 解理 Fe;Al+CrMo B2 464 509 1.9 解理 FesAl B2 350 890 12.3 解理 合金的高温强度， 表5含钼的e3Al合金的高温性能 Fe,Al+CrZrMoNbB合金 拉伸性能(600℃) 持久性能 合金类型 结构 MPa Cp/MPa E/% t/10'se/% 的组织含有碳化物相、硼化物 FeAl B2 349 386 15.7 198 47.3 相和Fe,Z(C)相.碳化物主要 Fe3Al D02 17.6 41.8 是富锆、铌的MC,硼化物是 FeAl+CrZrMoNbB B2 460 484 47.6 72.0 45.7 铬的MB,基体中的主要合 FeAl+CrZrMoNbB DO 75.6 32.5 金元素为Cr,Mo,而这些颗粒 FeAl+Cr Mo B2 528 598 24.3 363.6 35.9
. 5 8 2 . 北 京 科 技 大 学 学 报 1 9 9 7年 第 6期 致 N N诗卫 B 和 N N N A PB 能 的 降低 . 表 3 Fe 达 l基合金的超点陈间距 ( R , R , )与反相畴界能 E ō 一 ō 一 合金 侧 r u l l E/ ( 百 / ( x 10 一 , · e m 一 2 eF 3 IA eF 3 A I + C r eF 3 IA + C r Z r M o N b B 30 ~ 5 0 9 0 一 1 1 0 3 0 一 5 0 x 1-0 7 J . e m 一 2 4 3~ 57 1 5一 1 9 4 3~ 5 7 R必们刀 1 7~ 1 0 1 3一 1 6 4 ~ 7 5 3~ 7 6 3 3 ~ 4 1 7 6一 1 3 3 反 相 畴 尺 寸 及 A P B 能 直 接 与 合 金 的 屈 服 强 度 相 关 . 反 相 畴 尺 寸 愈 小 , N N A P B 能 和 N N洲A[ P B 能降低 , 均 导致 屈服 强度 的降低 , 这是铬 固溶软化的 原因 . 同 时 由于 铬降低 有 序能 及 反 相 畴界 能 导致 位错 间距的增 大 , 使得超 位错 能 在更 小 的外 力 下发 生分 解 , 直 至变 成单位 位 错 运 动 . 大量 的不成 对位 错 的运 动及其交互 作用 将破 坏原 子 的有序 排列 , 对于 室温 变形 来说 , 这 就 意味 着 在较小 的形 变 量下 发 生形 变 诱导无 序化 . 也 就是 说 , 铬 的固 溶软 化作用 和提高塑 性 的 作用都可 以 来 自铬 降低 有序能及 反相 畴界 能 . 另一方 面 , 实验 已 证明 , 这种 形变 促使局部 地 增 加结构无 序度 及超 位错分解 成单位位错运动 的发展 , 将导致有更多的滑移系开 动 以 及交 滑移的进行 . 交 滑移使位错在 晶 内滑 移带 的堆积 程度 减 少 , 有更 多的位错通过 交 滑 移运 动到 晶界 , 增 加晶 界 区位错 堆积 程度 , 导致晶界 区 更大 的应力 集 中 , 因此 铬也 可通过 这种 方 式增 加 沿晶 断裂倾 向 · 当然 , 如果 eF 3 AI 合金 的解 理 强度 和晶界 强度接近 , 同 时铬又 提高解 理 强度 , 则 也有 利于 增加 沿 晶断 裂倾向 . 铬降低 eF 3 IA 高温持 久 强度 与 降低 屈服 强度 的 原因类 似 · 在持 久试 验条 件下 存在形 变诱 导无 序化及蠕变 加速 有序 转变 2 种 相反 的过 程 , 铬 降低有 序能 及反相 畴界能 , 促进 诱导无序 化过 程 , 结果 在持 久过 程 中单位 位错 运 动的分 量增 大 ( 表 2) . 1 . 2 合金元素的作用 表 4 列 出 了几种 含 钥的 eF , lA 合金 的室 温拉伸性 能 · 可见 , 含 钥 的 eF 3 AI 合金 的 室温拉伸 性 能 远 高于 二 元合金 · 表 5 为 含钥 的 eF 3 AI 合金 的高温性 能 可 以 看 出 , 钥有 效 地 提 高 eF 3 IA 表4 含钥 的F e3 IA 基合金室温拉伸性能(D 0 3结构 ) 合金类 型 o , / M P a o b / M P a 。 / % 断裂方式 解 理 解 理 解理 解 理 0.1 ? 142.5L hnU了, 、一 à 4气nUC, ù八,气口O n, 040 `, 布à亡、 à`,U气夕、 J 4 ù,、 结构 IX玉 ù,乙,孟, B eF 3 IA + C d全 M o N b B eF 3 IA + C rZ r M o N b B eF , lA + Co M o eF 3 IA 合金 的高温 强度 . eF 3 A I + C rz M o Nb B 合 金 的组 织 含有 碳 化物 相 、 硼 化物 相 和 eF 3 z 叹)C 相 · 碳 化 物 主要 是 富 错 、 妮 的 M C , 硼 化 物 是 铬 的 从 B Z , 基 体 中 的 主 要 合 金元 素为 C r , M o , 而 这些颗 粒 表5 含钥的F e 3 AI 合金的高温性能 合金类型 结构 拉伸性能( 6 0 ℃ ) 持 久性能 认 / M P a a b / M P a eF 3A I eF 3 AI eF 3 AI + C r Z r M o N b B eF 3A I + C rZ r M o N b B eF 3 A I + C 几 M o ￡ / % 1 5 . 7 4 7 . 6 2 4 . 3 t/ 1 0 35 】9 . 8 1 7 . 6 7 2 . 0 7 5 . 6 3 6 3 . 6 4 7 . 3 4 1 . 8 4 5 . 7 32 . 5 3 5 . 9 艺U 工付 1月0 n, 483859一一 1 n 100 一46 一, ,、月- 竹 - 例BIB `一,一勺` J , , ù气
Vol.19 No.6 陈国良等：A合金形变诱导有序显微结构及合金元素的作用（Ⅱ） 583· 较大的的微量相对室温拉伸强度影响很小，主要的强化作用是钼的固溶强化作用对于F巴， Al+Cr,Mo合金，由于钼量较高，可以析出富钼铬的第二相，但大部分的钼存在于基体中，钼的 主要强化作用是通过固溶强化提高屈服强度另外，Fe,A+C,Mo合金晶粒较大，延伸率较低， 导致拉伸强度降低.存在于Fe,A1固溶体基体中的相能有效提高DO,→B,有序转变的临界温 度.例如，Fe,Al+CrZrMoNbB合金的有序转变温度达650℃，它意味誉细有效提高有序 能，同时钼有效提高APB能，表3数据表明，铬使Fe,AI合金的ENNAPB和ENNNAPB下降而 Fe,Al+CrZrMoNbB合金的ENN APB和ENNNAPB分别又上升到43~57×10-Icm2和76~ 133×10~/cm2.相通过固溶强化提高屈服强度，首先是钼有效提高APB能的特性，钼有效 提高有序能的一个后果是使得超位错要在更大的外力下发生分解，导致形变诱导无序化的困 准并促进蠕变诱导有序化现象.试验证明，在本实验条件下，主要是1/2二分位错运动， 领先的部分位错运动产生结构无序，而随后运动的部分位错运动又会恢复结构有序，从而不 容易导致形变诱导无序化.恰恰相反，在600℃持久试验时，由于600℃仍低于该合金的DO, →B2有序转变临界温度，DO,是稳定结构，因此在辅变过程中，B2结构不但没有进一步无序 化，反而会转变为DO,结构.图4a为B2结构的Fe,Al+CrZrMoNbB合金经600C,200MPa持 久试验后的衍射照片，证明已出现较强的DO,超结构斑点.但位错分析指出，此时位错组态仍 以二分位错为主（图4b),个别可见四分位错，此外还有单位错运动（图4b), A出I明 云：1g C-1 Z=[110] 100nm 图4B2结构的FcA+Cr'ZrMoNbB合金经600C,20OMP持久试脸后的TEM照片 (a)衍射照片 )位错结构 其次钼是有效地阻碍形变的恢复和再结晶，图5为2种合金的硬度恢复动力学曲线，由 曲线可以计算得到回复前期（高硬度）和后期（低硬度）的微活能：F,A1合金分别为92.4和 159.6kJ/mol,对Fe,Al+CrZrMoNb合金分别为I4I.1和243.6kJ/mol,证明含钼的Fe,A1合金 的回复和再结晶过程较为困难.持久断口金相分析也证明经600℃，200MPa持久试验后，二 元Fe,Al合金可以看到明显的回复，再结晶及晶界迁移的现象，而Fe,AI+CrZrMoNbB合金中 却难以看到这种现象应该着重指出，F,A1合金在进行形变回复再结晶的同时会发生有序的 回复，整个回复过程中既含有消除畸变，位错攀移，亚晶形成等过程又含有有序回复甚至向 DO,结构转变的过程.一般来说，有序回复快于形变回复，而钥的存在更有利于有序回复，甚 至向DO,结构转变，这种有序回复会增加原子扩散的阻力与形变回复的阻力.F©，A川合金的回 复前期和后期的激活能不同，分别与空位激活能和自扩散激活能相近，说明空位运动在回复
·584· 北京科技大学学报 1997年第6期 前期较为重要，位错攀移在回复后期较为重要.含钼合金的两种激活能都高于二元F形，A合 金，但回复后期激活能的提高更大一些.这一结果可以用钼不利于形变诱导无序化，而有利于 有序回复的观点来解释， 55 50 Fe-28Al 655℃ Fe-28Al-5Cr 0715℃ 40 ●755℃ 45 0655℃ ●715℃ a755℃ 30 35 0 25 20 150 0 50 100 150 50 100 (退火)/min r(退火)/min 图5FeAl和FeA+CrZrMoNbB合金的回复动力学曲线 总之，钼具有明显的固溶强化作用，尤其能有效提高高温强度，这是与钼提高DO→B2临 界转变温度，提高APB能，阻碍形变诱导无序化，有利蠕变恢复诱导有序化及提高形变回复 再结晶阻力有关. 2结论 合金元素铬和钼主要固溶于Fe,A1基合金中.铬的主要作用是固溶软化，即铬降低有序能 或有序转变温度，降低APB能，增大超点阵位错间距.因此，铬能促进形变诱导无序化和交滑 移，增加沿晶断裂倾向.钼也起固溶强化作用，尤其是有效提高高温强度，这种作用在于提高 有序能或有序转变温度，提高APB能，减小超点阵位错间距，阻碍形变诱导无序化，有利于蠕 变回复诱导有序化，和阻碍进行回复再结晶过程， 参考文献 1 Chen G,Huang Y,Yang W,et al.In:Proceedings of Processing,Properties and Applications of Iron Aluminides.San Francisco:TMS,1994.131 2 McKamey C G.Horton J A,Liu C T.J Mater Res,1989(4):1156 3 McKamey C G,Horton C G.Metall Trans,1989,A20:751 4 Sun Z,Huang Y,Yang W.Chen G.In:High Temperature Ordered,Intermetallic Alloys.Baker 1, Daro-lia R,Whittenberger J,et al eds.Pittsburgh:MRS,1993.288;885 5孙祖庆，黄原定，杨王玥等，金属学报，1993,29：A354 6 McKamey C G,Maziasz P J,Jones J W.J Mater Res,1992,7:2089 7 Fortnum R T.Tikkola D E.Mater Sci and Engr,1987,91:223 8 Liu C T,MeKamey C G,Lee E H.Scripta Metall,1990,24:385 9陈国良，黄原定，孙粗庆，等.北京科技大学学报，1997,19(2)：5 10杨王玥，黄原定，孙祖庆，等，金属学报，1994,30：A104 (下转609页)
. 58 4 · 北 京 科 技 大 学 学 报 19 97 年 第6 期 前 期较 为重 要 , 位 错攀 移在 回 复后期 较 为 重要 · 含 钥合 金 的两 种 激 活能 都 高于 二元 eF 3 IA 合 金 , 但回复 后期 激 活能 的提 高更 大 一些 . 这 一结果 可 以 用 钥不利 于 形变诱导无 序化 , 而 有利 于 有 序回复 的观点来解释 . cF 一 2 8 A I一 rC 比月七℃七 卜心51 一多 全嘴J . 0,户, r 舅 舅 0 6 5 5 ℃ . 7 1 5 ℃ . 7 5 5 ℃ 二心 一节一 } 10 0 1 50 一 . . . . . r (退 火 )l而 n 圈S eF 达l和 F e 办卜C r zr M O肠 B 合金 的回复动 力学 曲线 1 o r (退 火 ) Z而 n 总之 , 钥具有 明显 的 固溶强 化作用 , 尤其能有效提高高温 强度 , 这是 与钥提 高 11 〕~ B Z 临 界转 变 温 度 , 提高 A P B 能 , 阻 碍 形 变诱 导无序化 , 有 利蠕 变恢 复诱导有 序 化及 提 高 形变 回复 再结晶 阻力 有 关 . 2 结论 合金 元素铬和 钥 主要 固溶于 eF 3 AI 基 合金 中 · 铬 的主 要作用是 固溶 软化 , 即铬降低 有序 能 或有序转变温度 , 降低 A P B 能 , 增 大超 点阵位 错间距 . 因此 , 铬能促进形 变诱导无 序化和交 滑 移 , 增 加 沿 晶 断裂 倾向 . 铝也 起 固溶强 化作用 , 尤 其是 有 效提 高 高温 强 度 , 这 种 作用在 于提 高 有序能或有 序转变温 度 , 提高 A P B 能 , 减小 超点 阵位错 间距 , 阻碍形 变 诱导无序化 , 有利于蠕 变 回复诱 导有序化 , 和阻 碍进 行 回复再结晶过程 . 今 考 文 献 1 C h e n G , H anU g Y , Y an g W , e t al . nI : P 代犯e e id n g s o f p n 又 e s s i飞 , l or n lA u r n .拍 de s . S an lF ar n e i s e o : T M S , 19 94 . 1 3 1 2 Mc K豆m e y C G , oH ort n J A , iL u C T . J M a te r eR s , 19 89 ( 4 ) : 1 1 5 6 3 M 心K知m e y C G , oH ort n C G M e alt l T ar n s , 19 8 9 , 2A 0 : 7 5 1 4 Sun Z , H u a n g Y , Y an g W , C h e n G ln : 比g h eT m pe ar tu r e O lde er d , L拍r o li a R, Wb iet n be gr e r J , e t al e ds . R st b u rg h : M RS , 1 9 9 3 . 28 8 ; 88 5 5 孙祖 庆 , 黄原定 , 杨王 明等 . 金属学报 , 1 993 , 29 : A 35 4 6 M 心K知nt e y C G , M aZ i as z P J , J o ne s J W . J M a te r 掩s , 1 99 2 , 7 : 2 0 8 9 又 oF 川刀 u m R T , iT k o l a D E . M a et r s e i a n d E n g r , 1 9 8 7 , 9 1 : 2 2 3 8 iL u C T , M e K别m e y C G , 玫e E H . S e ir P桂I M e alt l , 19 9 0 , 2 4 : 38 5 9 陈国 良 , 黄原定 , 孙祖 庆 , 等 . 北京科技大学 学报 , 1 9 9 7 , 19 (2) : 5 10 杨 王 明 , 黄原定 , 孙祖 庆 , 等 . 金 属学报 , 1 9 94 , 30 : A 1 04 P r o pe in e s an d A PP li e iat o n s o f I n te n l l e atl li c 月l o y s . B a k e r l , (下 转 6 0 9 页 )
Vol.19 No.6 周国辉等：温度和加载速率对位错发射影响的原子级模拟 ·609· Phil Mag,1987,A56:735 11 Heermann D W.Computer Simulation Methods in Theoretic Physics,(2nd).Barlin:Springer-Verlag,1990 Atomistic Simulation of the Influence of Temperature and Loading Rate on Dislocation Emission Zhou Guohui Wang Donglei Huang Yizhong Chu Wuyang Zhou Fuxin2 1)Applied Science School,UST Beijing.Beijing 100083,China 2)Institute of Mechanics,Chinese Academy of Sciences,100080 ABSTRACT Utilizing EAM potential,Al single crystal with molecular dynamics simula- tion method was studied.Under mode I and II loading,the influence of temperature and loading rate on dislocation emission and the critical stress intensity factor was analyzed. The simulated results show that the critical stress intensity factor for dislocation emission decreases exponentially as the temperature increases.Loading rate will influence the criti- cal stress intensity factor to some degree.The critical stress intensity factor will increase as loading rate increases. KEY WORDS dislocation emission,molecular dynamics,atomistic simulation,Al ***中**********中****中******中*中中*****中中中*中*中中中**中中**中*************中 (上接584页) Strain-induced Microstructural Changes and Effects of Alloying Elements for Fe,Al-based Alloys (II) Chen Guoliang Huang Yuanding Zhang Lichun Sun Zuging Yang Wangyue State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials,UST Beijing,Beijing 100083.China ABSTRACT Effects of Cr and Mo on machanical properties and micro-structure of Fe,Al based alloys were investigated from the point of the strain-induced microstructural changes in Fe,Al-based alloys during room temperature deformation and high temperature creep.It is found that both Cr and Mo soluted into the matrix of Fe,Al-based alloys.The Addi- tion of Cr can accelerate strain-induced disordering resulting in an effect of solution soften- ing.The addition of Mo is beneficial to creep-induced reordering and to increase the recrys tallization temperature,resulting in solution strengthening. KEY WORDS intermetallics,iron aluminides,creep,ordering,strain induced disordering and ordering
V o l . 19 N O . 6 周国 辉等 : 温度和加 载速率对位 错发射影 响的原子级模拟 . 6 0 9 . P hi l M a g , 19 8 7 , A 5 6 : 7 3 5 1 1 eH e mr an D W . C om P uet r S im u l a it o n M e ht ed s i n hT e o er it e hP y s i e s , (Z nd ) . B alr i n : S画 n g e -r V e ir ag , 1 9 9 0 A t o m i s t i e 5 1们。 u l a t i o n o f t h e o f T e m P e r a tu r e an d L o a d i n g R at e o n I n fl u e n C e D I S l o c at i o n E m i s s i o n 及 o u G u o h u i , ) Wa n g D o n g le i , ) uH a n g K z h o n g , ) hC u 州弓 , a n g , ) 及 。 、 凡加 , ) l ) A P Pli e d S e i e cn e S e h o o l , 2 ) I n s it tu te o f M e e h am e s , U S T B e ij i n g , B e ij i n g 10 0 0 8 3 , C l l i n a C h i n e s e A e ad e m y o f S e i e cn e s , 10 0 0 8 0 A B S T R A C T U t lli z i n g E A M op te n it al , A I s i n g l e e yr s alt w i ht m o l e e u lar d y n a r n l e s s im ul ait o n m e ht o d w as s ut id e d . U n d e r m o d e 1 an d 11 l o ad i n g , ht e i n fl ue n e e o f et m pe ar ut er an d l o iad n g ar t e o n d i s l co a it o n e m i s s i o n an d ht e e ir it e a l s etr s s i n et n s iyt afC ot r w as an al y z e d . hT e s im u l a ot d er s u lst s h o w ht a t ht e e ir it e a l s etr s s i n et n s i yt acf ot r fo r d i s l co iat o n e 而 s s i o n d e e er as e s e x po n e n it a ll y as het et m pe ar t u er i n c er as e s . oL ad i n g ar et w ill i n fl ue cn e ht e e ir it - e al s etr s s i n et n s i yt afC ot r ot s o r n e d e g er e . hT e c ir it e al s etr s s i n et n s i yt acf ot r w ill i n e er as e as l o iad n g ar et i n e er as e s . K E Y W O R D S d i s lco iat o n e 而 s s i o n , m o l e c u l ar d y n am i e s , a ot m i s it e s im u l a it o n , A I (上 接 5 8 4 页 ) S tr a i n 一 i n d u e e d M i e r o s加 e ut r a l C h a n g e s a n d E fe e t s o f A ll o y i n g E l e m e n t s fo r F e 3A I 一 b a s e d A l l o y s ( 11) hC e n G u o li a n g uH a n g uY a n id n g 助 a n g 刀 c h u n uS n 压q in g aY n g 肠 n gy u e 5 t a t e eK y 比bo m t o yr fo r A d v a cn e d M e alt s a n d M aet ir al s , U S T B e ij i n g , B e ij i n g 10 0 0 8 3 , C h ian A B ST R A C T E fe e ts o f C r a n d M o o n m ac h a n i c a l p r o 详 irt e s a n d 而 c or 一 s ctrU tu re o f eF 3 A I b as e d al l o y s w e re i n v e s it g a te d ofr m ht e P o i n t o f ht e s t r a l n 一 i n d cu e d m i e or s tru c tu arl c h an g e s i n eF 3 IA 一 b as e d al l o y s d u ir n g or o m te m详ar tu re d e of rm a it o n an d ih g h te m详 ar tu re c re e p . It 1 5 of u n d ht at ob ht C r a n d M o s o l u te d i n t o ht e m a itr x o f eF 3 A I 一 b as e d a ll o y s · hT e A d d i - it o n o f C r e an ac e e l e ar te s tr a l n 一 i n d cu e d d i s o 记e ir n g re s u lit n g i n an e fe e t o f s o l u it o n s o fte n - i n g . T七e ad d iit o n o f M o 1 5 be n e if e ial t o e re e 卜i n d u e e d re o dr e ir n g an d ot i n e re as e ht e re c ry s atl li z iat o n te m pe ar tu re , er s u lit n g i n s o l u it o n s ’tre n g ht e n i n g . K E Y W O R D S i n et mr e alt li e s , i or n a l um i n i d e s , c er e P , o dr e ir n g , s t r a i n i n d cu e d d i s o dr e ir n g an d o dr e ir n g