共格畸变对二元合金失稳分解组织影响的计算机模拟.pdf

第5 6 卷第3 期 2004 年8 月 有色金属 N o n f e r r o u sM e u d s V 0 1 ．5 6 ．N o ．3 A u g u s t2 004 共格畸变对二元合金失稳分解组织 影响的计算机模拟 卢艳丽，陈铮，赵宇宏，唐丽英，张建军 西北工业大学材料科学与工程学院，西安7 1 0 0 7 2 摘要基于微观1 2 m g e v i n 方程和微观弹性理论，模拟二元模型合金沉淀过程中共格畸变对失稳分解组织的影响。结果表 明。共格畸变影响沉淀过程中粒子的排列方式，使其沿着弹性软方向排列，形成调制结构。不考虑共格畸变时，低浓度合金时效后 期形成离散分布的等轴状颗粒，高浓度合金中则形成取向随机且高度互联组织。相同弹性应变能下，低浓度合金中粒子成细条状 排列，丽高浓度合金中则成。编织状”组织。在合适的弹性畸变能与时效时间下，沉淀相中出现瞬时“宏观点阵结构”。 关键词材料科学基础；共格畸变；计算机模拟；二元合金；调镧结构 中图分类号T G l l 3 ．1 2 ；0 2 4 2 ．1 文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 4 0 3 0 0 0 4 0 5 固相沉淀是获得先进工程材料理想微观结构的 最有效方法之一，尤其是在镍基超高温合金和铝、镁 基超轻合金等有色金属合金中。经典L S W 理论认 为，如果相变过程中，界面能是唯一的驱动力，则沉 淀过程中平衡相形状以及新相粒子间的相互排列保 、持不变。然而，如果微观结构受相变过程中引起的 弹性能的控制，情况就大不相同。在合金沉淀反应 的扩散过程中，成分涨落往往伴随着共格弹性应变 能的产生，其叠加导致长程弹性的交互作用，对颗粒 的尺寸、形态、取向、空间相关性及特殊的粗化行为 有显著的影响【卜5 l 。合金的许多重要性质，如机械 强度和韧性、抗蠕变和磨损性质在一定程度上都取 决于第二相颗粒【6 J 。因此，研究共格畸变合金的沉 淀过程具有重要的意义。 E s h e l b y 在1 9 5 7 年和1 9 5 9 年最早开始研究弹 性应变问题，K h a c h a t u r y a n 在1 9 6 6 年提出了弹性应 变能的一般理论L7 | 。 - 用标准二元合金作为模型体系，基于微扩散方 程和微观弹性力学理论，用计算机模拟研究弹性畸 变能引起的合金时效形貌的演化规律。模型不需先 验的假设，只需输入相互作用势的信息，可将沉淀相 的形状、析出惯习面、排布形态、成分分布变化等过 程在同一物理框架内考虑。 收稿日期2 0 0 3 0 6 0 2 基金项目国家自然科学基金资助项目 5 0 0 7 1 0 4 6 作者简介卢艳丽 1 9 7 5 一 ，女，山西运城市人。硕士生，主要从事 金属材科相变过程的计算机研究。 1理论基础 1 ．1 动力学模型与平均场近似 用昂萨格方程描述微观状态下单个原子在格点 间的扩散驰豫[ 7 | ，如式 1 所示。 哟≯ ％≯∑“；0 志t 1 d f K R T 臼ⅧV’7 锄 声， 7 式中五 r ，t 一溶质原子在t 时刻占据格点位置的 几率；L r ’一r 。 一与单位时间由格点r 跃迁至r 7 的 几率有关的常数；T 一温度；K B 一玻尔兹曼常数；C 一平均合金浓度；F 一体系总自由能，为晶格被占几 率的函数。对于式 1 的求解，一般应经傅立叶变换 后在倒易空间中进行，从而得到一定波矢浓度调制 波的振幅变化率，见式 2 。 吗≯ 学。两{ 志} ； ㈤ 矿2 瓦丁- L o 姑’i 丽万两f ； J 式中k 为第一布里渊区定义的倒易格矢，P k ，t ， ￡ 乏 和{ D F ／D P r ，t } 分别为与晶格位置坐标； 有关的函数在倒易空间中的形式。 微扩散方程中的自由能取平均场近似[ 引，如式 3 所示。 F 1 ／2 ∑∑w ；一；％ ； ，z ；7 4 - 忌B T ∑[ 咒 ； 1 n 咒 _ ； 1 ～咒 r l n 1 一咒 ； ] 3 式中W ；一r7 为格点r 1 和r7 上原子间交互作用 能，等于化学能和弹性交互作用能之和，见式 4 。 V 矿 r r7 V 矿 r r 7 ， V 矿 r r7 “ 4 1 ．2 微观弹性力学分析 在微观弹性理论中，二元固溶体的应变能包括 万方数据 第3 期卢艳丽等共格畸变对二元合金失稳分解组织影响的计算机模拟5 含物理意义明确的部分[ 7 】与组态无关的自能和像 应力能；与组态有关的浓度不均匀引起的能量。 第一项与溶质原子重排无关，故忽略不计。第 二项实质是由于溶质原子空间分布变化而产生的非 局域应变能，影响着沉淀相组态，在真实空间的表述 如式 5 所示，傅立叶变换后为式 6 t s ] 。 ，E 矗 号∑％ ；一r 。 礼 ； 扎 ；7 5 E a 泰翠y 乏 d n ～k 2 6 其中N 为总格点数。由于畸变能在点忌 0 处呈各 向异性，求和符右上角的撇号表示在求和过程中要 排除该点。V 磊 d 为弹性应变能密度函数，是w r d 的傅立叶变换，长波近似下为式 7 所示[ 7 I 。 V j i d ≈B ； 一a 2C e , 以 e o e j 一 ；] 7 其中口o c 1 1 2 c 1 2 ￡o ，C 1 1 和c i 2 是立方晶格的弹 性常数。通常认为溶质原子是膨胀中心，其介入导致 晶格膨胀，用本征应变张量￡吕 ￡o ％表示，盯o d a ／a b c 是晶格膨胀的浓度系数，a 为晶体的晶格参 数，％是k r o n e c k e r d e l t a 符号。P k ／k 是志方向的单 位矢量。 ⋯ ；指在所有e 1 方向上求平均值。0 P “ 是c i j l d e k e l 的G r e e n 张量倒数。 对式 3 求微分，并作傅立叶变换得式 8 和式 9 。 { 南| _ 嘣Ⅲn ∽ k B T { l n 各褊} ； 8 y 五 V 磊 ， B e 9 将式 9 代入式 8 ，式 8 代入式 2 ，得到在 倒易空间中的动力学方程，如式 1 0 所示。 幽d警￡。三tT 五R 。u ”⋯ { [ V 两， 砥 M b b T1 n 黼] ；} 1 0 对V 乏 ，采用2 ．近邻相互作用模型[ 6 ] 设超 出第二层外其值为零 ，则得到式 1 1 。 V k s 2 w l c o s k a c o s k y a 4 w 2 c o s k _ a c o s k y a 1 1 其中k k 。，k ， ，愚。和k ，是足沿X ，Y 轴的分 量，倒易空间中z 轴 [ 0 1 ] 方向，y 轴 [ 1 0 ] 方向， 叫1 和叫2 是最近邻和次近邻原子间相互作用能。 B e 是弹性应变能函数，二维模型近似为式 1 2 【9 | 。 B e ≈B P ≥；一0 ．1 2 5 1 2 乏，毛为；在倒易空间中沿z ，y 轴的分量。B 一4 c l l 2 c 1 2 e 3 △／[ e l l c 1 1 c 1 2 2 c 4 4 ] 是表 征弹性性质和晶格失配的应变能参数，△ f 1 1 一 c 1 2 2 c 4 4 是弹性各向异性常数[ 10 I 。 当咒 r 一C 时，体系的最小自由能为式 1 3 所示。 F N { 1 ／2 v o c 2 k B T [ c l n c 1 一c l n 1 一c ] } 1 3 由于r 一0 时B e 呈奇异性，情况复杂，而e o 0 1 是B e 取最小值的方向，故以v k 商。 v o ， B P o 取代V 0 ，则式 1 3 变为式 1 4 。 F N { 1 ／2 [ V 0 ，一0 ．1 2 5 B ] C 2 五B T [ c l n c 1 一C 1 n 1 一C ] } 1 4 把式 1 1 ， 1 2 和 1 4 代入式 1 0 ，并将B ，t ， T 分别按B A * B ／lV 0 ，一0 ．1 2 5 Bl ，t ’ t [ L 1 c 1 一c l k _ B T ] lv o ，一0 ．1 2 5 BI ，T 。 五B T ／Iv o ，一0 ．1 2 5 Bl 约化，得到最终动力学方 程如式 1 5 所示。 掣 一2 { 2 一c o s 咖一c o s 点严 Q [ 2 一e o s k ，a 意∥ 一c o s k 。a 一是∥ ] } { I 竺 竺丝二竺丝 竺 型 竺塑竺塑 I L v o 一B ／8 B ‘ e ≥；一o ．- 2 5 ] n k ，t 。 T ’[ 1 I l 黼 ] ；} 1 5 式 1 5 适合于长程相互作用的体系，相互作用 的半径越大，范围越长，越准确，在长程应变诱发相 互作用情况下尤为准确。该式具有非线性特征，适 合于数值求解。 用欧拉方法解之得到式 1 6 。 元 主∥ △￡* 元 i ，￡* 盟掣△￡ 1 6 模型采用如下基本假设原子扩散是通过直接 换位机制进行，不考虑位错等晶体缺陷的影响；溶质 原子在格点占位几率随时间的变化率与热力学驱动 力成线性关系；动力学系数与原子占位几率无关，即 扩散系数与浓度无关；采用平均场理论计算自由能 函数。 2 计算结果与分析 图1 为由平均场理论计算的模型合金的共格平 衡相图，两条曲线 实线和虚线 代表混溶隙，虚线为 万方数据 6有色金 属第5 6 卷 失稳分解线。只考虑具有立方无序相的二元合金同 结构分解成两立方无序相混合物的情形，即假设共 格两相具有相同的无序结构，且弹性模量相同，但成 分不同，晶格参数不同。 图1 模型合金平衡相图 F i g ．1E q u i l i b r i u mp h a s ed i a g r a mo fm o d da l I o y 模拟时所选合金浓度为c o 0 ．1 4 和C o 0 ．5 ， 分别对应图1 中的b 点和a 点，约化温度T ’ 0 ．0 8 ，格点数1 2 8 1 2 8 ，并在每个方向上应用周期性 边界条件。硼l 和叫2 均为负值且“ t O l ／w 2 的值为√2 ，两 个成分点均给出了应变能约化系数B ’ 0 ．0 和B ’ 2 ．0 的两种情况。完全黑色区代表占位几率是O ，全 ，．白代表占位几率是1 ，中间浓度用不同的灰度表示。 、 相变过程中原子形态的演变，实际上是界面能 和应变能的交互作用决定整个微结构的特征。考虑 界面能和应变能的竞争与平衡，形态演变大致可以 分为3 种类型由界面能的弛豫控制，由界面能和应 变能共同控制，由应变能的弛豫控制。 2 ．1 对称情况下的失稳分解 图2 中C o 0 ．5 ，B 0 即不考虑应变能，属于 界面能的弛豫控制，失稳初期在任意方向上形成浓 度波。图2 a ～ b 表明开始时浓度波在任意方向 上同时发展，随后浓度波的振幅开始增加，一直增长 到占位几率达到平衡成分的值，体系开始粗化，此阶 段波长有明显的增加[ 图2 c ～ d ] 。然而在整个 粗化过程中，形态的基本特征不变，两生成相 沉淀 相和母相 坚持高度互联且取向随机，这是由于忽略 应变能时，在相变驱动力中界面能起主要作用，取两 近邻原子间的相互作用能比值为拒，从而提供了各 向同性的界面能，且此时成分处于混溶隙的中间位 置，两生成相的体积分数近似相等，导致图中互联结 构的出现。 图3 表明B ’ 2 ．0 ，即两生成相之间有明显 的点阵错配，形态演变受应变能和界面能的共同控 制时，观察到一高度各向异性组织，由两生成相沿 { 0 1 } 方向交替的细条状组成，见图3 b ～ d 。在 图2c o 0 ．5 。B 。 O ．0 时不同阶段的模拟组织 a 一t ’ 8 ； b 一t ’ 1 6 ； c 一t 。 3 0 ； d 一t 。 6 0 F i g ．2 S i m u l a t e dm i c r o s t r u c t u r ef o r 。o 0 ．5a n d B ’ 0 ．0a tv a r i o u ss t a g e s 分解的早期阶段，浓度波只沿弹性软方向 即[ 0 1 ] 和 [ 1 0 ] 生长，当继续朝平衡振幅生长时这些波的叠加 产生一中间结构类似“编织状”的组织，见图3 b ～ d 。由沿弹性软取向波动的富溶质白色条带和贫 溶质黑色条带“编织”而成。相互垂直的浓度调制叠 加在局部区域产生一过渡微结构，类似“二维宏观点 阵”，即图3 c 中箭头所示。 图3c o 0 ．5 。B 2 ．0 时不同阶段的模拟组织 a 一t ’ 4 ； b 一} ’ 6 ； c 一t 2 0 ； d 一t 。 5 0 F i g ．3 S i m u l a t e dm i c r o s t r u c t u r ef o rC O 0 ．5a n d B ’ 2 ．0a tv a r i o u ss t a g e s 宏观点阵结构由沿[ 1 0 ] 和[ 0 1 ] 方向一维调整的 浓度波在交点处重叠形成的“黑色”和“白色”相粒子 组成，即两最小振幅重叠处形成“黑色”粒子，两最大 振幅重叠处形成“白色”粒子，除了浓度接近平衡成 分的“黑”和“白”外，两者之间还有处于中间成分的 灰色连接。这种过渡调制结构曾经被d eV o s 在 A L N I C O 合金中[ 1 0 1 ，B u t e r 和T h o m a s [ 1 1 | ，L i v a k 和 T h o m a s [ 1 2 ] 在C u ．N i F e 合金中，E n a m ie ta l [ 1 3 】在 N i 一舢等有色金属合金中通过实验观察到过。 万方数据 第3 期 卢艳丽等共格畸变对二元合金失稳分解组织影响的计算机模拟7 这种“宏观点阵”是由于起始随机分布的粒子在 共格畸变能作用下选择性长大和反向粗化的结果， 它是相变过程中的瞬时形态，这种形态的出现依赖 于弹性错配度的大小 B ’ 和时效时间的长短。根 据K h a c h a t u r y a n 和A i r a p e t y a n [ 1 0 J 的能量分析，当新 相粒子是等轴状时，其能量处于最低状态。模拟中 沉淀相和母相具有相同的体积分数，新相粒子通过 排列和重排形成“宏观点阵”，以提供弹性能的弛豫。 界面能最小化形成等轴粒子，而合适的弹性应变能 又保证了沉淀相的规则空间分布，两者共同作用导 致“宏观点阵”的形成。 2 ．2 非对称情况下的失稳分解 图4 为c o 0 ．1 4 ，B ’ 0 时的模拟组织，该成 分点在相图上靠近失稳分解线的一侧。由相图可知， 沉淀相的体积分数约为1 3 ．8 ％，当应变能约化系数 B ’ 0 时，失稳分解初期，浓度波在各个方向上任 意发展，类似于c 。 0 ．5 ，对称情况下分解早期阶段 的情形。随着时间的延续，当两相朝平衡浓度生长 时，相互之间的联接被打破，形成单个分布的等轴粒 子，后期的粗化遵循奥斯瓦尔德熟化，即小颗粒溶 解，大颗粒长大。 图4c o 0 ．1 4 。B ’ 0 ．0 时不同阶段的模拟组织 a 一t 。 5 0 ； b 一t 。 7 0 ； c 一t 。 9 0 ； d 一￡。 2 0 0 F i g ．4 S i m u l a t e dm i c r o s t r u c t u r ef o rC O 0 ．1 4a n d B ’ 0 ．0a tv a r i o u ss t a g e s 一 图5 表明c o 0 ．1 4 ，B ’ 1 ．2 5 时的模拟组 参考文献 织，从图5 a 可以看出，分解反应的初始阶段类似 于对称情况下C 。 0 ．5 时的早期阶段，沿弹性软方 向形成细微弥散的调制结构，在沿[ 1 0 ] 和[ 0 1 ] 方向 互相垂直的浓度波调制的最大值重叠处形成等轴粒 子，通过从联接点处吸收溶质原子发展成单个粒子， 进一步发展为前面所述的“宏观点阵”。与图4 中的 均匀分布的粒子相比较，应变能作用下粒子规则排 列的尺寸范围很小，且粗化过程是不连续的。粗化 以不同于奥斯瓦尔德熟化的两种机制进行。第一种 是通过“宏观位错”的攀移，如图5 b ～ c 的结构 演变。第二种是通过相邻位置粒子的聚集，图5 d 表明粗化后期，位于同一列或者同一行的粒子，开始 聚集，沿弹性软方向形成细条状粒子。 图5c o 0 ．1 4 。B ’ 2 ．0 时不同阶段的模拟组织 a 一t ’ 5 0 ； b 一t 6 ； C 一t 。 9 0 ； d 一t ’ 1 8 0 F i g ．5 S i m u l a t e dm i c r o s t r u c t u r ef o r ‘o 0 ．1 4a n d B 。 2 ．0a tv a r i o u ss t a g e s 3结论 共格畸变影响沉淀过程中粒子的排列方式，使 其沿着弹性软方向排列。不考虑共格畸变作用时， 低浓度合金时效后期形成离散分布的等轴状颗粒， 而在高浓度合金中则形成取向随机且高度互联状组 织。在相同的弹性应变能作用下，低浓度合金中粒 子成细条状排列，而高浓度合金中则行成“编织状” 组织。在合适的弹性畸变能与时效时间下，沉淀相 中出现瞬时“宏观点阵”结构。 [ 1 ] W a n gY ，C h e nLQ ，K h a c h a t u r y a nAG ．K i n e t i c so fs t r a i n i n d u c e dm o r p h o l o g i c a lt r a n s f o r m a t i o ni nc u b i ca l l o y sw i t ha m i s c i b i l i t yg a p [ J ] ．A c t aM e t a l lM a t e r ，1 9 9 3 ，4 1 1 2 7 9 2 9 6 ． [ 2 ] M i y a z a k iT ．R e c e n td e v e l o p m e n t sa n dt h ef u t u r eo fc o m p u t a t i o n a ls c i e n c eo nm i c r o s t r u c t u r ef o r m a t i o n [ J ] ．M a t e r i a l sT r a n s a c t i o n s ，2 0 0 2 ，4 3 1 2 6 6 1 2 7 2 ． [ 3 ] 赵宇宏，陈铮，刘兵．共格畸变影响沉淀相形貌的计算机研究[ J ] ．稀有金属，2 0 0 3 ，2 7 1 1 9 1 2 3 ． [ 4 ] V a i t h y a n a t h a nV ，C h e nLQ ．C o a r s e n i n go fo r d e r e di n t e r m e t a l l i cp r e c i p i t a t e sw i t hc o h e r e n c ys t r e s s [ J ] ．A c t aM a t e r ，2 0 0 2 ，5 0 4 0 6 1 4 0 7 3 ． 下转第1 1 页，C o n t i n u e do nP ．1 1 万方数据 第3 期 侯清宇等钴基合金等离子转移弧堆焊显微结构研究1 l [ J ] ．W e a r ，2 0 0 1 ， 2 5 0 6 1 1 6 2 0 ． [ 5 ] K i mH J ，K i mYJ ．W e a ra n dc o r r o s i o nr e s i s t a n c eo fP T Aw e l ds u r f a c e dN ia n dC ob a s ea h o yl a y e r s [ J ] ．S u r f a c eE n g i n e e r i n g ， 1 9 9 9 ， 6 4 9 5 5 0 1 ． [ 6 ] 罗伟中．等离子弧堆焊C o 一2 2 3 A 合金粉末的研制和应用[ J ] ．焊接学报，1 9 9 7 ， 2 4 2 4 5 ． [ 7 ] 苏志东，王德权．核级阀门堆焊钴基合金工艺的研究[ J ] ．阀门，2 0 0 0 ， 5 1 5 1 8 ． [ 8 ] 陈汉存，刘正义，庄育智，等．在4 5 钢上等离子弧堆焊C o - C r 结合层的组织结构[ J ] ．金属学报，1 9 9 1 ， 2 A 1 1 5 ．A 1 2 0 ． [ 9 ] 吴义贵，李炎，陈全德，等．M 7 C 3 晶体缺陷的H R E M 观察[ J ] ．电子显微学报，1 9 9 0 ， 3 1 7 6 ． 1 M i c r o s t r u c t u r eo fC o b a l t - b a s e dA l l o yD e p o s i t e db yw i t hP l a s m aT r a n s f e r r e dA r cS u r f a c i n g ．HOU O i n g - y u ，G A OJ i a - s h e n g ，Z H O UF a n g S c h o o lo fM a t e r i a l sa n dE n g i n e e r i n g ，A n h u iU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，M a “ a n s h a n2 4 3 0 0 2 ，A n h u i ，C h i n a A b s t r a c t T h em i c r o s t r u c t u r e ，p h a s ec o m p o s i t i o na n dm i c r o s c o p i c a la n a l y s i so fC o - C r Ws e r i e sc o b a l t b a s e dm u l t i ． c o m p o n e n ta l l o yd e p o s i t e db yP T As u r f a c i n ga r ei n v e s t i g a t e du s i n go p t i c a lm i c r o s c o p e ，X r a yd i f f r a c t i o n ，s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e ，a n dt r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p e ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h ea l l o yl a y e rf r o m c o b a l t b a s e ds o l i ds o l u t i o ni si nf a c e c e n t e r e dc u b i cs t r u c t u r e ，a n dt h e O r ，F e 7 C 3i sd i s p e r s e dw i t h i ni t ．M e a n w h i l e ，t h e r ei sf ll o to fs t a c k i n gf a u l tr i b b o n sa n dt h e ya r eb l o c k e db ye u t e c t i cc a r b i d e ．T h e C r ，F e 7 C 3i sh e x a g o n a ll a t t i c ew i t hl a m e l l a ra n df l a k et w i n ． K e y w o r d s f o u n d a t i o no fm a t e r i a ls c i e n c e ；c o b a l t - b a s e da l l o y ；p l a s m at r a n s f e ．n L e da r c ；s u g a r i n g ；m i c r o s t r u c U t r e 上接第7 页C o n t i n u e df r o mP ．7 [ 5 ] W e nYH ，C h e nLQ ，H a z z l e d i n ePM ，e ta 1 ．At h r e e - d i m e n s i o n a lp h a s e - f i e l dm o d e lf o rc o m p u t e rs i m u l a t i o no fl a m e l l a rs t r u c t u r e ．f o r m a t i o ni nT ．T i A li n t e r m e t a l l i ea l l o y s [ J ] ．A c t am a t e r ，2 0 0 1 ，4 9 2 3 4 1 2 3 5 3 ． 、[ 6 ] C a I u lRW ，I - - I a a e nP ，K r a m e r ．材料的相变[ M ] ．刘治国译．北京科学出版社，1 9 9 8 ． [ 7 ] K h a c h a t u r y a nAG ．T h e o r yo fs t r u c t u r a lt r a n s f o r m a t i o ni ns o l i d s [ M ] ．N e wY o r k W i l e y ，1 9 8 3 ． [ 8 ] P o d u r iR ，C h e nLQ ．C o m p u t e rs i m d a f i o no ft h ek i n e t i c so fo r d e r - d i s o r d e ra n dp h a s es e p a r a t i o nd u r i n gp r e c i p i t a t i o no f8 ’ A L 3 L i i n A I L ia l l o y s [ J ] ．A c t aM a t e r ，1 9 9 7 ，4 5 1 2 4 5 2 5 5 ． [ 9 ] W a n gYZ ，C h e nLQ ，K h a c h a t u r y a n．． 一 [ ] ．，,AGS t r a i ni n d u c e dm o d u l a t e ds t r u c t u r e si nt w o - p h a s ec u b i ca H o y sJ S e r i p t aM e t a l ／ 1 9 9 1 ，2 5 8 1 9 6 9 1 9 7 4 ． [ 1 0 ] L o c h t e L ，G i t t A ，G o t t s t e i n G I ，e t a l ．S i m u l a t i o n o f t h ee v o l u t i o no f G P7 ．o n e s i n A I C ua l l o y s a ne x t e n d e d C a h n ．H i u i a r da p ． p r o a c h [ J ] ．A c t aM e t a l I ，2 0 0 0 ，4 8 1 1 2 9 6 9 2 9 8 4 ． S i m u l a t i o nf o rE f f e c to fC o h e r e n tS t r a i no nM o r p h o l o g yD u r i n g S p i n o d a lD e c O m p o s i t i o ni nB i n a r yA l l o y L UY a h l i ，C H E NZ h e n g ，Z H A OY u h o n g ，T A N GL i - f i n g ，Z H A N GJ i a n - j u n D e p a r t m e n to fM a t e r i a l sS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g ，N o r t h w e s t e r nP o l y t e c h n i c a lU n i v e r s i t y ，Ⅺ7 a n7 1 0 0 7 2 ，C h i n a ．A b s t r a c t T h ec o h e r e n te l a s t i cs t r a i n i n d u c e dm o r p h o l o g i c a lt r a n s f o r m a t i o no fab i n a r ym o d e la l l o yd u r i n gas o l i ds t a t e p r e c i p i t a t i o ni ss i m u l a t e db yu s i n gt h em i c r o s c o p i cL a n g e v i ne q u a t i o na n de l a s t i ct h e o r y ．T h er e s u l t ss h o wt h a t t h ep a r t i c l ea r r a yi sa l i g n e da l o n gt h ee l a s t i c a l l ys o f td i r e c t i o n sa n dr e s u l t e di nt h em o d u l a t e dm i c r o s t r u c t u r e sb y t h ee f f e c to ft h ec o h e r e n t ．W i t h o u tc o n s i d e r a t i o no ft h es t r a i ne n e r g y ，p a r t i c l e si nl o wc o n c e n t r a t i o na l l o y sa tl a t e rs t a g e so fd e c o m p o s i t i o na r ei ne q u i a x e df o r m ，b u tf o rh i g hc o n c e n t r a t i o n ，t h et w op r o d u c t i v ep h a s e sm a i n - t a i n e dt ob eh i g h l yi n t e r c o n n e c t e da n dr a n d o m l yo r i e n t e d ．U n d e rt h es a m ee f f e c to fc o h e r e n te l a s t i cs t r a i n ，e l o n g a t e dp a r t i c l e si sf o r m e df o rl o wc o n c e n t r a t i o na l l o y s ，w h i l ef o rh i g hc o n c e n t r a t i o na l l o y s ，t h ei n t e r m e d i a t es t t u c - t u r el i k ea “b a s k e tw a v e ”a p p e a r s ．T h e “m a c r o l a t t i c e ”t e x t u r ei sf o r m e di na l l o y sf o rm o d e r a t ec o h e r e n ts t r a i n a n dc e r t a i na g i n gt i m e ． K e y w o r d s f o u n d a t i o no fm a t e r i a ls c i e n c e ；c o h e r e n ts t r a i n ；c o m p u t es i m u l a t i o n ；b i n a r ya l l o y ；m o d u l a t e ds t r u c t u r e 万方数据