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相似文献
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1.
A computational model was developed to simulate the spinodal decomposition process of ferromagnetic alloys under an external magnetic field. In this model, the temporal evolution of the modulated structure was described by a phase field method, and the magnetic configuration was solved by using a micromagnetic method. The spinodal decomposition and coarsening processes of a single magnetic particle and an A-B hypothetical system under an external magnetic field were simulated using the proposed model. The simulation results show that the precipitated particles were elongated along the direction of the external magnetic field. The dependence of the modulated structure of an A-B hypothetic system on external magnetic field is much more sensitive than that of the single particle structure. The simulation results also demonstrate that the modulation of the external magnetic field is effective even if the spinodal decomposition has been completed and a stable modulated structure was formed.  相似文献   

2.
诱导磁场对Bi-Mn合金微观结构与磁性的影响   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
用x射线衍射和低温磁测量方法,系统研究了在外加诱导磁场下制备的Bi Mn合金的微观结构和磁性.结果表明,在外加诱导磁场下制备的Bi Mn wt6%合金呈现典型的双相结构和各向异性特征,MnBi相c轴沿外加诱导磁场方向取向排列.随外加诱导磁场的增大,剩余磁化强度Mr逐渐增大,这说明MnBi相的取向程度越来越好.发现MnBi相的自旋重取向温度TSR随外加诱导磁场的增大逐渐向高温区移动.对外加诱导磁场影响Bi Mn wt6%合金的微观结构和磁性以及该类材料磁各向异性能的物理机理进行了分析和讨论. 关键词: 磁场诱导 Bi Mn合金 MnBi相 定向排列  相似文献   

3.
Switching behaviors of magnetic vortex cores under external magnetic field in submicron circular permalloy disks have been systematically studied by using micromagnetic simulations. Simulation results show that the vortex core is stable in out-of-plane field even when it is located at the edge of the disk. The out-of-plane switching field Hsw is strongly dependent on the thickness of the disk. The core polarity and the vortex chirality can be modulated simultaneously on purpose by using a tilted field far smaller than the out-of-plane switching field Hsw. Moreover, it is found that the core polarities in asymmetric disks do not follow the direction of the z projection of the external saturation field.  相似文献   

4.
脉冲磁场下金属熔体凝固流场的数值模拟   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
用ANSYS55有限元数值模拟软件对铝合金熔体凝固过程中的流场作了数值模拟,模拟结果和实验现象相符合.通过数值模拟发现,用数值模拟的方法不仅可以初步了解凝固过程中熔体的流动状态,而且可以了解凝固组织细化和产生缺陷的原因.因此,是一个值得注意的研究方向,有较大的实用价值.  相似文献   

5.
S. To  W.B. Lee 《Applied Surface Science》2008,254(6):1559-1564
The microstructural changes and phase decomposition at the surface of an ultra-precision machined Zn-Al based alloy were studied using optical microscopy, back-scattered electron microscopy, electron back-scattered diffraction and X-ray diffraction techniques. It was found that with increasing DoC the phase decomposition was accelerated and further increasing DoC might cause a microstructural recovery on the surface of the UPM specimen. UPM induced phase decomposition was discussed in relation to the structural evolution of the chips.  相似文献   

6.
采用基于溶质扩散控制模型CA方法对Ti-45at.% Al合金定向凝固过程中显微组织演化过程进行了数值模拟.模拟结果表明,在温度梯度较高时,初生晶核间距无论大小,均可通过分枝或竞争生长而使一次胞晶/枝晶间距得到调整.在抽拉速度一定情况下,随着温度梯度增加,胞晶/枝晶间距减小,在温度梯度一定情况下,随着抽拉速度增大,观察到胞晶/枝晶混合结构,混合结构区随温度梯增大而增大,模拟结果与实验观察相符合. 关键词: Ti-45at.% Al合金 定向凝固 组织演化 数值模拟  相似文献   

7.
王江  钟云波  汪超  王志强  任忠鸣  徐匡迪 《物理学报》2011,60(7):76101-076101
本文通过物理模拟的方法研究了强磁场复合交变电流作用对过偏晶合金凝固组织的影响机理,考察了电磁复合场下第二相初生液滴直径的演变规律,以及洛伦兹力作用下已分层少数相被"打碎"进入基体相的过程.结果表明:电磁体积力的增加,有利于液滴初始直径的减小;而交变电流频率的影响存在最佳值,偏离该值对初生液滴直径的抑制效果下降,这与实际试验规律一致;在电磁复合场作用下,已经分层的两液相可以重新实现均匀混合.这些效应有效缓解了偏晶合金凝固前第二相由于各种因素导致的偏聚,模拟结果直观地揭示了电磁复合场制备匀质偏晶合金的主要机理 关键词: 电磁复合场 偏晶合金 物理模拟  相似文献   

8.
罗海滨  李俊杰  马渊  郭春文  王锦程 《物理学报》2014,63(2):26401-026401
利用多相场模型对液-固两相体系中固相颗粒的粗化过程进行了三维模拟,对粗化过程中的界面形状分布进行了统计分析,研究了不同固相体积分数下颗粒连接状态对界面形状演化及粗化速率的影响.模拟结果表明:当颗粒间存在大量连接时,粗化速率随固相分数的变化速率比颗粒无连接时变缓,且随着粗化进行,高曲率的双曲形界面所占比例不断降低,低曲率的椭球形界面所占比例逐渐增多;无论固相颗粒间是否发生连接,界面形状演化经历一定阶段后,三维界面形状分布均呈现自相似性,但随着固相体积分数的增加,界面形状分布呈现自相似性所需的时间延长.  相似文献   

9.
静磁场对镁合金凝固组织的影响   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
镁合金是一种具有发展潜力的轻合金材料,但尚有待进一步的研究.通过实验研究静磁场作用下镁合金AZ61的凝固过程及其组织,发现在施加静磁场后镁合金的组织发生明显变化,晶界减薄,溶质元素含量在晶内显著增加,而在晶界处略有下降,因此静磁场改善了镁合金的组织,对提高镁合金的性能有重要意义. 关键词: 镁合金 静磁场 溶质元素  相似文献   

10.
Ti-6Al-4V合金中片层组织形成的相场模拟   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
王刚  徐东生  杨锐 《物理学报》2009,58(13):343-S348
Ti-6Al-4V是典型的α+β钛合金,不同热处理制度和热加工工艺下可得到形貌各异的微观组织,从而表现出不同的力学性能,深刻理解合金中微观组织的形成机制有助于合金的进一步优化和改造.采用相场方法模拟Ti-6Al-4V合金中片层组织的形成及演化,以热力学数据库和动力学数据库为输入,通过计算定量预测β晶界上已存在初生α相时合金组织随时间的演化.结果表明,在一定条件下,随着时间的延长晶界α向β晶内生长形成片层组织,片状α簇的形貌与界面能各向异性密切相关;晶界取向对片层生长有重要作用,垂直于晶界生长时产生最密集的片层,随倾斜角增大片层加厚且生长缓慢;此外,热处理温度显著改变片层组织形貌,温度越高,片层尖端生长速度越慢,片层间距越大. 关键词: Ti-6Al-4V 相场模拟 片层组织  相似文献   

11.
杨亮  魏承炀  雷力明  李臻熙  李赛毅 《物理学报》2013,62(18):186103-186103
蒙特卡罗(MC)方法被广泛应用于模拟金属材料在退火过程中的静态再结晶行为. 在已有两相材料晶粒长大MC模型基础上, 引入形核阶段, 综合考虑再结晶晶粒吞并形变晶粒和再结晶晶粒竞争长大两种情况, 建立了退火时两相合金再结晶MC模型.结合电子背散射衍射所测 初始晶粒形貌、相成分、晶体学取向及应变储能相对值, 该模型被应用于TC11钛合金退火过程中的微观组织及织构演变模拟.结果表明, 所建模型能够较好体现退火过程中两相晶粒的形核及晶粒长大行为. 与β相相比较, α相具有较低的再结晶速率和较高的晶粒长大速率, 前者主要归结于α相较低的初始应变储能, 后者则体现了该条件下初始组织形貌、分布及两相比例对晶粒长大具有重要影响; 由于非均匀形核的影响, 模拟得到的再结晶速率变化与 假设均匀形核的Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov 再结晶方程存在明显差异.同时, 两相的基本织构特征在退火过程中无明显变化, 但织构强度增加. 关键词: 两相钛合金 再结晶 蒙特卡罗方法 织构  相似文献   

12.
Dirk Sappelt  Josef Jckle 《Physica A》1997,240(3-4):453-479
We present a computer simulation study of spinodal decomposition with one of the two phases freezing in a glassy state during phase separation. As a model we used the Cahn-Hilliard equation with a concentration-dependent mobility coefficient which decreases rapidly with increasing concentration of the glass-forming component. We solved the Cahn-Hilliard equation numerically for two dimensions. The domain growth depends crucially on the volume fraction of the glassy phase. For high volume fractions, when the glassy phase forms a percolating matrix, a novel coarsening mechanism is discovered, which arises from the migration and coalescence of liquid droplets within the glassy matrix. Various quantities characterizing the time-dependent domain pattern, like droplet size distribution, one- and two-point distribution function and structure factor of the concentration field, are computed. We checked the validity of the dynamic scaling hypothesis.  相似文献   

13.
在综合考虑热源模型、对流辐射换热、相变潜热、材料非线性因素对激光沉积修复温度场影响前提下,建立了激光沉积修复的数学模型,采用有限元参数化设计语言(APDL)对多道多层激光沉积修复温度场进行了数值模拟。研究了激光沉积修复瞬时温度场及其中心高度上节点温度随时间变化情况,分析了修复件中心高度上温度梯度分布情况。搭建了激光沉积修复温度测量系统,对修复时表面温度进行了测量,并与模拟温度进行了比较,两者吻合较好。为控制激光沉积修复组织、提高修复质量提供有效手段。  相似文献   

14.
采用相场法模拟沉淀组织在不均匀共格本征弹性场及外加约束弹性应变作用下的演化历程,探讨了不均匀共格本征弹性场及外加约束弹性应变对共格沉淀组织演化的影响规律,并分析了弹性场在沉淀相变中对基体与沉淀相的平衡成分的影响. 关键词: 相场法 沉淀组织 弹性场 相平衡成分  相似文献   

15.
王宏明  朱弋  李桂荣  郑瑞 《物理学报》2016,65(14):146101-146101
研究强磁场对AZ31镁合金塑变能力和微观组织的作用,在3 T脉冲强磁场条件下对合金进行磁场耦合应力时的拉伸实验.采用电子背散射衍射、Ⅹ射线衍射和透射电镜分析等方法研究材料的微观组织.结果表明:与0 T拉伸试样相比,3 T拉伸试样抗拉强度和延伸率分别提高了2.2%和28.7%,说明将强磁场耦合作用于材料塑性变形过程时,能在不降低材料强度的同时提高镁合金的塑性变形能力,有助于同步改善材料强韧性.磁场作用机理主要表现为磁致塑性效应,计算表明主要合金相β(Mg_(17)Al_(12))为顺磁性,有助于发挥磁场作用效果.磁场提高了位错运动灵活性并促使位错增殖,晶界处位错堆积和应力集中促进了再结晶形成,晶粒发生细化,发挥细晶强韧化效果;同时磁场诱发塑性变形时的晶粒转动,新生成非基面取向的晶粒弱化了镁合金(0001)基面织构,该组织特征有助于提高材料的塑变能力.  相似文献   

16.
张宪刚  宗亚平  吴艳 《物理学报》2012,61(8):88104-088104
在相场再结晶模型中提出了形式为 f(ηikjk) = Eside )2 (1-(ηjre)2)的冷变形储能项,并应用该模型模拟了 AZ31镁合金的再结晶过程,模拟结果和实验观测结果符合很好.研究表明, 引入储能释放模型可以实现再结晶形核物理过程的模拟; 模拟结果可以把合金在冷变形后退火的过程按照机理分为再结晶和热晶粒 长大两个阶段,模拟得出的理论再结晶时间是实验再结晶时间的2/3. 考察了冷变形应变大小对形变金属的亚晶粒尺寸和储能的影响机理和 试验结果,并将考察结果代入到改进后的再结晶模拟模型, 成功地再现了一个经典实验结果:随预先应变量的增加, 存在临界应变量对应的一个再结晶晶粒尺寸峰值.同时还给出了 这一经典实验结果的理论解释.  相似文献   

17.
This paper applies a phase field model for polycrystalline solidification in binary alloys to simulate the formation and growth of the columnar dendritic array under the isothermal and constant cooling conditions. The solidification process and microsegregation in the mushy zone are analysed in detail. It is shown that under the isothermal condition solidification will stop after the formation of the mushy zone, but dendritic coarsening will progress continuously, which results in the decrease of the total interface area. Under the constant cooling condition the mushy zone will solidify and coarsen simultaneously. For the constant cooling solidification, microsegregation predicted by a modified Brody- Flemings model is compared with the simulation results. It is found that the Fourier number which characterizes microsegregation is different for regions with different microstructures. Dendritic coarsening and the larger area of interface should account for the enhanced Fourier number in the region with well developed second dendritic arms.  相似文献   

18.
李桂荣  薛飞  王宏明  郑瑞  朱弋  储强泽  程江峰 《中国物理 B》2016,25(10):106201-106201
In order to explore the dependence of plasticity of metallic material on a high magnetic held,the effects of the different magnetic induction intensities(H = 0 T,0.5 T,1 T,3 T,and 5 T) and pulses number(N = 0,10,20,30,40,and 50) on tensile strength(σ_b) and elongation(δ) of 2024 aluminum alloy are investigated in the synchronous presences of a high magnetic held and external stress.The results show that the magnetic held exerts apparent and positive effects on the tensile properties of the alloy.Especially under the optimized condition of H~*=1 T and N~*=30,the σ_b and 8 are 410 MPa and 17% that are enhanced by 9.3% and 30.8% respectively in comparison to those of the untreated sample.The synchronous increases of tensile properties are attributed to the magneto-plasticity effect on a quantum scale.That is,the magnetic held will accelerate the state conversion of radical pair generated between the dislocation and obstacles from singlet to the triplet state.The bonding energy between them is meanwhile lowered and the moving flexibility of dislocations will be enhanced.At H~* = 1 T and N~* = 30,the dislocation density is enhanced by 1.28 times.The relevant minimum grain size is 266.1 nm,which is reduced by 35.2%.The grain rehning is attributed to the dislocation accumulation and subsequent dynamic recrystallization.The(211) and(220) peak intensities are weakened.It is deduced that together with the recrystallization,the hne grains will transfer towards the slip plane and contribute to the slipping deformation.  相似文献   

19.
电磁复合场对Zn-10 wt%Bi过偏晶合金凝固组织的影响   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
以Zn-10 wt%Bi的过偏晶合金作为研究对象,在强磁场条件下,考察了不同电磁体积力对其显微凝固组织与凝固过程的影响.实验结果表明,在一定的强静磁场下,当交变电流增加到某一特定值时(交变电流频率为50 Hz),得到的凝固组织最为均匀,第二相颗粒直径也达到最小;在固定交变电流值的条件下(交变电流频率为50Hz),Zn-10 wt%Bi合金的凝固组织随着磁感应强度的增加,其偏析程度、弥散程度和第二相Bi颗粒的大小都有明显的改善.实验分析结果表明,磁场复合交变电流产生的电磁体积力的大小,对合金凝固组织都有显著影响,通过控制磁感应强度和交变电流大小,从而获得较为理想的过偏晶合金凝固组织.  相似文献   

20.
利用自行研制的2-1/2维全电磁柱坐标粒子模拟程序对等离子体融断开关磁场渗透机制进行了模拟研究。模拟结果表明在磁场Hall渗透机制特征长度远远小于等离子体离子的无碰撞趋肤深度的条件下,等离子体内部磁场渗透过程主要由电子流体运动的Hall项来控制。对于等离子体空间分布存在较大的密度梯度的物理问题,必须考虑二维空间特性对磁场渗透速度的影响。在磁场已渗透经过的等离子体区域中,等离子体呈现非电中性,离子受静电场的作用会加速运动到达阴极,最终形成真空鞘层。  相似文献   

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