ВЛИЯНИЕ ОРИЕНТАЦИИ МЕЖФАЗНОЙ ГРАНИЦЫ Ti–Al И ДЕФОРМАЦИИ Ti НА СКОРОСТЬ ВЗАИМНОЙ ДИФФУЗИИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ ВЫШЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ Al: МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

10.25712/ASTU.1811-1416.2022.02.006

Аннотация

С помощью метода молекулярной динамики проведено исследование влияния ориентации межфазной границы Ti–Al на интенсивность взаимной диффузии, а также влияния не нее деформации Ti при температурах выше температуры плавления Al. Для описания межатомных взаимодействий в системе Ti–Al использовались EAM потенциалы Зоупа и Мишина. Рассматривалось три ориентации границы относительно ГПУ кристалла Ti: (0001),  и . Было выяснено, что ориентация межфазной границы влияет на интенсивность диффузии в фазе Ti: более интенсивно атомы Al диффундировали в решетку титана при ориентации (0001), менее интенсивно – при ориентациях  и . Данное влияние ориентации межфазной границы связано с вероятностью отрыва атома Ti от границы кристалл-жидкость и определяется разницей энергий атомов Ti в фазе алюминия и встроенных в границу кристаллической фазы. На начальной стадии взаимной диффузии наблюдалось смещение границы между кристаллом и жидким металлом от самой границы раздела Ti и Al на две-три атомные плоскости в фазу алюминия – тонкий слой алюминия вблизи границы оставался в кристаллическом состоянии, повторяя кристаллическую решетку титана. Это обусловлено тем, что связи Ti–Al на границе значительно крепче межатомных связей в жидком алюминии. При исследовании влияния упругой деформации на интенсивность взаимной диффузии было получено, что почти во всех случаях интенсивность диффузии увеличивается при растяжении и уменьшается при сжатии, что связано с соответствующим изменением свободного объема, в значительной степени влияющего на диффузионную подвижность атомов.