Cu-Ni-Sn合金第一性原理計算及組織性能調(diào)控

第1章 緒論 001
1.1 超高強彈性銅合金簡介 001
1.1.1 Cu-Be合金 002
1.1.2 Cu-Ti合金 003
1.1.3 Cu-Ni-Si合金 003
1.1.4 Cu-Ni-Mn合金 004
1.1.5 Cu-Ni-Al合金 005
1.2 Cu-Ni-Sn系合金的研究現(xiàn)狀 006
1.2.1 Cu-Ni-Sn合金的分類 006
1.2.2 Cu-Ni-Sn合金的制備工藝 007
1.2.3 Cu-Ni-Sn合金的時效組織 008
1.2.4 Cu-Ni-Sn合金性能的影響因素 010
1.3 合金的動態(tài)應變時效與PLC效應 013
1.3.1 DSA的宏觀特征 013
1.3.2 DSA的影響因素 016
1.3.3 DSA對材料組織結(jié)構(gòu)與性能的影響 017
1.4 Cu-Ni-Sn合金第一性原理研究進展 018
1.4.1 第一性原理計算簡介 018
1.4.2 第一性原理在銅合金的研究應用 019
1.4.3 Cu-Ni-Sn合金第一性原理研究展望 020

第2章 Cu-Ni-Sn固溶體穩(wěn)定性第一性原理計算 023
2.1 Cu-Ni-Sn固溶體簡介 023
2.2 固溶體MS計算方法 024
2.2.1 固溶體模型的搭建 025
2.2.2 計算參數(shù)的設(shè)置 026
2.3 固溶體的形成能與電子結(jié)構(gòu) 026
2.3.1 固溶體形成能 026
2.3.2 固溶體的電子結(jié)構(gòu) 028
2.4 溶質(zhì)原子的調(diào)幅分離能及團簇 030
2.4.1 Sn的調(diào)幅分離能 030
2.4.2 Ni的調(diào)幅分離能 031
2.4.3 固溶體的體積變化 032
2.4.4 溶質(zhì)原子的團簇 033
2.5 本章小結(jié) 037

第3章 Cu-Ni-Sn固溶體缺陷第一性原理計算 038
3.1 空位形成能的計算 038
3.1.1 空位模型的搭建 038
3.1.2 空位形成能的計算結(jié)果與分析 039
3.2 固溶體擴散激活能的計算 039
3.2.1 固溶體擴散模型的搭建 040
3.2.2 空位遷移能與Sn原子遷移能 041
3.3 位錯與溶質(zhì)原子的交互作用 042
3.3.1 超胞位錯模型的搭建 042
3.3.2 位錯對固溶體溶質(zhì)原子分布的影響 044
3.4 本章小結(jié) 047

第4章 （Cu，Ni）3Sn析出相第一性原理計算 048
4.1 (Cu,Ni)3Sn相的結(jié)構(gòu)類型 048
4.2 合金相超胞結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算方法 049
4.2.1 超胞成分及結(jié)構(gòu)設(shè)計 049
4.2.2 計算參數(shù)設(shè)置 050
4.3 合金相結(jié)構(gòu)計算結(jié)果與分析 050
4.3.1 晶體常數(shù)的比較 050
4.3.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化后形成能比較 054
4.3.3 電子結(jié)構(gòu)分析 057
4.3.4 彈性力學性能分析 063
4.3.5 聲子色散及熱力學分析 065
4.4 本章小結(jié) 067

第5章 Cu-15Ni-8Sn在時效溫區(qū)下的壓縮變形研究 069
5.1 材料制備及其試樣表征分析方法 069
5.1.1 材料制備 069
5.1.2 試樣表征分析方法 070
5.2 變形特點及組織分析 070
5.2.1 不同變形條件下的應力-應變曲線 070
5.2.2 不同變形條件下的合金顯微組織 076
5.3 本章小結(jié) 079

第6章 Cu-15Ni-8Sn的動態(tài)應變時效機理研究 081
6.1 動態(tài)應變時效現(xiàn)象及機理 081
6.1.1 應力-應變曲線分析 081
6.1.2 DSA激活能計算及機理分析 085
6.2 動態(tài)應變后合金的組織 087
6.2.1 不同狀態(tài)試樣的金相組織 087
6.2.2 動態(tài)應變時效后合金微觀組織的變化 090
6.3 本章小結(jié) 094

第7章 DSA預處理對Cu-15Ni-8Sn再時效組織與性能的影響 095
7.1 典型變形條件下的力學行為及其組織性能 095
7.1.1 應力-應變曲線與變形條件的關(guān)系 095
7.1.2 DSA預處理對合金顯微組織的影響 096
7.1.3 DSA預處理對合金力學性能的影響 098
7.2 再時效后合金的組織與性能 099
7.2.1 再時效后的顯微組織 099
7.2.2 再時效后的力學性能 104
7.3 本章小結(jié) 104

第8章 Cu-Ni-Sn組織與性能的微合金化調(diào)控 106
8.1 Ni3M與Cu3M析出相的第一性原理計算 106
8.1.1 Ni3M和Cu3M的形成能 106
8.1.2 Ni3M和Cu3M的力學性能 108
8.2 Si對Cu-Ni-Sn組織與性能的影響 111
8.2.1 Si對Cu-15Ni-8Sn合金鑄態(tài)組織的影響 111
8.2.2 Si對Cu-15Ni-8Sn合金固溶態(tài)組織的影響 115
8.2.3 Si對Cu-15Ni-8Sn合金時效硬化的影響 115
8.3 Ti對Cu-Ni-Sn合金組織與性能的影響 116
8.3.1 Ti對Cu-15Ni-8Sn合金組織的影響 116
8.3.2 Ti對Cu-15Ni-8Sn合金力學性能的影響 118
8.4 本章小結(jié) 119

參考文獻 120