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ナノスケールで変化した傾斜構造の物理的・力学的挙動の原始レベルシミュレーション

纳米级梯度结构物理和机械行为的原始水平模拟

基本信息

批准号：
08243205
负责人：
相原智康
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ナノスケールで変化した傾斜構造の原子レベルシミュレーションとして,耐熱合金であるNi基超合金中の異相界面に関する分子動力学計算を行った.計算の対象としたのは,L1_2型の金属間化合物Ni_3Al(γ'相)とNi(γ相)との整合界面である.本合金の機械的性質は両相の格子定数の差に依存することが知られている.従来の実験研究においては,種々の合金元素添加によりγ'ならびにγ相の格子定数を変化させることにより,Ni基超合金の特性向上が行われてきた.本研究は,γ'/γ界面の微視的な物理的・機械的特性を理論的に明らかにするとともに,構造制御のための指針の確立を図ることを目的としている.γ'相とγ相が(100)面で直接接合しているNi基超合金の通常の組織を比較のための無傾斜構造とした.構造の傾斜化としては組成分布の変化のみならず格子欠陥の分布も変化させる.すなわち,規則相であるγ'相のAl原子をantisite atom defectとしてNi原子に置き換える.この場合,点欠陥の導入は距離の関数としてランダムに行った.これらの構造に対する分子動力学計算は能勢の温度体積一定のアンサンブルにより行った.結果の時系列データを統計力学的に解析し,原子レベルでの物理量の空間分布を明らかにした.Ni基超合金中の界面近傍での格子定数(歪分布)ならびに応力エネルギー分布をを初めて明らかにするとともに,格子欠陥・組成の分布を傾斜制御することによりγ'/γ界面の微視的な応力エネルギーを低減しうることを見い出した.

Molecular dynamics calculations of heterogeneous interfaces in Ni-based superalloys have been carried out. The calculation of the corresponding images shows that the L1_2-type intermetallic compounds Ni_3Al(γ'phase) and Ni(γ phase) are integrated at the interface. The mechanical properties of the alloy depend on the difference between the lattice constants of the phases. In recent years, Ni-based superalloys have been studied by adding alloying elements, changing the lattice number of γ-phase, and improving the properties of Ni-based superalloys. This paper studies the physical and mechanical characteristics of γ'/γ interface in Weishi app, and the establishment of the pointer in structure control. The γ'phase and γ phase are directly bonded to the (100) plane of Ni-based superalloys. Structural tilt and composition distribution change. Al atoms in γ'phase are antisite atom defect and Ni atoms are displaced. In this case, the introduction of point errors is related to the distance and is carried out in the computer. Molecular dynamics calculations of energy potential, temperature and volume are carried out. The results show that the spatial distribution of physical quantities in the time series is clearly defined. The lattice constant number near the interface in Ni-based superalloys is distorted. The lattice force distribution near the interface in Ni-based superalloys is distorted. The lattice force distribution near the interface in Ni-based superalloys is distorted. The lattice force distribution near the interface in γ'/γ is reduced.