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Indexed by:期刊论文

Date of Publication:2019-03-11

Journal:物理学报

Included Journals:PKU

Volume:68

Issue:6

Page Number:36-46

ISSN No.:1000-3290

Key Words:Co-Al-W基高温合金;成分式;团簇加连接原子模型;化学近程序

Abstract:Co-Al-W基高温合金具有类似于Ni基高温合金的γ+γ'相组织结构.根据面心立方固溶体的团簇加连接原子结构模型,Ni基高温合金的成分式即最稳定的化学近程序结构单元可以描述为第一近邻配位多面体团簇加上次近邻的三个连接原子.本文应用类似方法,首次给出了Co-Al-W基高温合金的团簇成分式.利用原子半径和团簇共振模型,可计算出Co-Al-W三元合金的团簇成分通式,为[Al-Co12](Co,Al,W)3,即以Al为中心原子、Co为壳层原子的[Al-Co12]团簇加上三个连接原子.对于多元合金,需要先将元素进行分类:溶剂元素——类Co元素(C)o (Co,Cr,Fe,Re,Ni,Ir,Ru)和溶质元素——类Al元素(Al)(Al,W,Mo,Ta,Ti,Nb,V等);进而根据合金元素的配分行为,将类Co元素分为(Co)γ (Cr,Fe,Re)和(Co)γ (Ni,Ir,Ru);根据混合焓,将类Al元素分为Al,(W)(W,Mo)和Ta (Ta,Ti,Nb,V等).由此,任何多元Co-Al-W基高温合金均可简化为(Co)-(Al)伪二元体系或者(Co)-Al-((W),(Ta))伪三元体系,其团簇加连接原子成分式为[(Al)-(Co)12]((Co)1.0(Al)2.0)(或[Al-(Co)12] (Co)1.0Al0.5((W0,(Ta))1.5=(Co)81.250Al9.375 ((W),(Ta)) 9.375 at.％).其中,γ与γ'相的团簇成分式分别为[(Al)-(Co)12]((Co)1.5(Al)1.5)(或[Al-(Co)12] (Co)1.5Al0.5 ((W),(Ta))1.0=(Co)84.375Al9.375 ((W),(Ta))6.250 at.％)和[(Al)-(Co)12]((Co)0.5(Al)2.5)(或[Al-(Co)12](Co)0.5Al0.5((W),(Ta))2.0=(Co)78.125Al9.375((W),(Ta))12.500 at.％).例如,Co82Al9W9合金的团簇成分式为[Al-Co12] Co1.1Al0.4W1.4(～[Al-Co12] Co1.0Al0.5W1.5),其中γ相的团簇成分式为[Al-Co12]Co1.6Al0.4W1.0(～[Al-Co12]Co1.5Al0.5W1.0),γ'相的团簇成分式为[Al-Co12]Co0.3Al0.5W2.2(～[Al-Co12]Co0.5Al0.5W2.0).