鸿之微基于KWN模拟镍基合金中γ'有序相析出

本研究通过KWN模型模拟镍基合金中γ'有序相的析出动力学行为，揭示其形核、生长及粗化三阶段对高温力学性能的调控机制。γ'相（Ni₃(AlTi)作为关键强化相，初期受界面能、应变能等因素影响形成高密度纳米析出相，通过位错切过机制提升强度；随时效进行，溶质扩散主导相生长，最终进入粗化阶段，微米级粒子通过Orowan机制增强蠕变抗力，但过度粗化会降低强塑性协同。KWN模型整合扩散与尺寸分布理论，引入应变修正驱动力，精准预测析出相平均半径、体积分数等参数的时空演化，并成功解析多模态分布现象。Phase Lab软件进一步结合CALPHAD热力学数据库，开发跨尺度模拟模块，实现从原子迁移到宏观组织的全链条分析。案例研究表明，Ni-Al二元系在550℃时效时，γ'相数密度快速升至峰值后进入粗化主导阶段；添加Cr的三元系中，Cr通过降低晶格错配度至准共格水平（±0.05%），显著提升γ'相高温形貌稳定性，延缓粗化进程。该研究为镍基合金成分优化与工艺设计提供理论工具，推动高温合金的理性开发与性能提升，助力航空发动机等高端装备材料创新。