КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 25-22-00419
НазваниеИсследование фазового равновесия тройных сплавов Ti-Al-X с использованием машинно-обученных потенциалов межатомного взаимодействия
Руководитель Петрик Михаил Владимирович, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук , Свердловская обл
Конкурс №102 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-208 - Металлы. Сплавы. Неупорядоченные структуры
Ключевые слова Фазовое равновесие; сплавы Ti-Al-X; микроструктура; машинное обучение; молекулярная динамика; первопринципные расчеты; термодинамические характеристики; колебательная энтропия; разработка материалов; высокопрочные материалы.
Код ГРНТИ29.19.15
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Ожидаемые результаты
Главным результатом выполнения планируемых работ будет разработка теоретических представлений о фазовом равновесии и формировании микроструктуры в сплавах, демонстрирующих неклассический механизм распада и их приложение к системе Ti-(Al,X).
Научная значимость:
Сплавы Ti-(AlX) имеют важное прикладное значение для аэрокосмической отрасли. Для достижения требуемых свойств необходимо целенаправленное формирование в них определенной микроструктуры, осуществляемое путем выбора химического состава и режима термообработки. Поэтому разработка теоретических представлений о фазовом равновесии и формировании микроструктуры в сплавах Ti-(Al,X) имеет как фундаментальное, так и практическое значение.
Рассматриваемые сплавы демонстрируют неклассический механизм превращения, при котором стадия однородного упорядочения, предшествует образованию выделений. Кроме того, в сплавах этой системы существенную роль играют как многочастичные взаимодействия, так и колебательная энтропия. Поэтому учет этих вкладов является необходимым для корректного описания фазового равновесия и кинетики превращения.
В настоящем проекте впервые, основываясь на результатах первопринципных расчётов и атомистического моделирования с машинно-обученными потенциалами будут рассчитаны все необходимые вклады в свободную энергию сплавов, включая конфигурационный вклад и колебательную энтропию. Полученное свободная энергия будет использована для моделирования фазового равновесия и формирование структуры двойных и тройных сплавах системы Ti-(Al,X). Результаты исследования будут способствовать разработке новых титановых сплавов с улучшенными эксплуатационными свойствами
Ожидаемые результаты:
1. Свободная энергия:
• Все вклады в свободную энергию сплава, включая колебательную энтропию, будут определены с использованием первопринципных расчетов и ML потенциалов.
• Рассчитанная свободная энергия будет использована для построения фазовых диаграмм сплавов системы Ti-(Al,X) в важных температурных и концентрационных диапазонах.
• Будет исследовано влияние легирующих элементов на фазовое равновесие в системе Ti-(Al,X).
2. Атомистическое моделирование:
• Исследование процессов распада и упорядочения в системе Ti-(Al,X) методами атомистического моделирования с использованием рассчитанных энергий эффективных кластерных взаимодействий.
• Определение условий формирования (мета)стабильных структур, обеспечивающих требуемые свойства рассматриваемых сплавов.