Segregation of Re at the γ/γ′ boundary of Ni-based single crystal superalloys revealed by first-principles calculations based Monte-Carlo simulations

高温合金 材料科学 蠕动 三元运算 微观结构 热力学 合金 蒙特卡罗方法 相图 退火(玻璃) 冶金 相(物质) 化学 统计 数学 计算机科学 程序设计语言 物理 有机化学
作者
Heyu Zhu,Jian-Tao Wang,Lei Wang,Yongpeng Shi,Mingfeng Liu,Jiangxu Li,Yun Chen,Yingche Ma,Peitao Liu,Xing‐Qiu Chen
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier BV]
卷期号:143: 54-61 被引量:17
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2022.10.010
摘要

Nickel-based single crystal superalloys have been widely used in aero-engines and gas turbine engines. To improve the creep resistance, rhenium is often added to the alloys. However, it is not yet fully understood how the added Re elements distribute in the alloys and how the microstructure evolves with the addition of Re. Here, we performed extensive first-principles calculations based Monte-Carlo simulated annealing of Ni–Al–Re ternary alloys with different Re concentrations ranging from 0.5 at.% to 6.0 at.%. The results demonstrate that with the decreasing temperature, most of Re atoms stay in the γ phase, while a few of Re atoms stay in the γ′ phase and tend to occupy the Al positions. At low temperatures, the Re atoms segregate at the γ/γ′ boundary, in good agreement with experiment. We find that the disorder-order transition temperature of the Ni–Al–Re ternary alloys increases with the Re concentration due to the Re-enhanced Al–Al ordering tendency. In addition, we observe that at low temperatures the Re segregation at the γ/γ′ boundary promotes the formation of Ni4Re- or Ni8Re-like local structures as the Re concentration is over 2 at.%. The formation of a large amount of these local structures consumes the Re atoms in solid solutions, and thus from the solid-solution strengthening point of view, this would have a negative influence on the creep resistance of the superalloys. This work provides important atomistic insights on the Re distribution and its effects on the stability of superalloys.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
浩然完成签到 ,获得积分10
刚刚
怕痒的海豹完成签到 ,获得积分10
刚刚
科研通AI6.2应助坑坑采纳,获得10
刚刚
标致雪糕完成签到,获得积分10
1秒前
王小明完成签到,获得积分10
1秒前
QQ发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
大胆的忆雪完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
ling完成签到 ,获得积分10
2秒前
yang完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
奥比岛高手完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
cici发布了新的文献求助10
4秒前
小强x完成签到,获得积分10
4秒前
朴实的母鸡完成签到,获得积分10
4秒前
佘尉完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
临风完成签到,获得积分10
5秒前
汉堡包应助野性的芒果采纳,获得30
5秒前
王金金完成签到,获得积分10
5秒前
孤独钧完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
快乐的芹菜完成签到,获得积分20
6秒前
qupei发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Georges-09发布了新的文献求助10
7秒前
123完成签到,获得积分10
7秒前
明理的飞飞完成签到,获得积分10
8秒前
微笑主宰完成签到,获得积分10
9秒前
离研通完成签到,获得积分10
9秒前
pharrah完成签到,获得积分10
9秒前
xu发布了新的文献求助10
9秒前
Nil发布了新的文献求助30
9秒前
Ava应助乐观的凝梦采纳,获得10
9秒前
9秒前
yang关注了科研通微信公众号
10秒前
香山叶正红完成签到 ,获得积分10
10秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Introduction to Cosmetic Formulation and Technology, 2nd Edition 400
Petrology and Plate Tectonics,2025 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
Programming for Chemical Engineers Using C, C++, and MATLAB 320
Birth of Twins After Genome Editing for HIV Resistance 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6689340
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8433130
关于积分的说明 18016643
捐赠科研通 5915335
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2984255
邀请新用户注册赠送积分活动 1960276
关于科研通互助平台的介绍 1898418