Fe-Cr基不銹鋼以其優(yōu)異的高溫力學(xué)性能、耐腐蝕性和抗輻照損傷性能,在核電站等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在300-550℃范圍內(nèi)服役時,合金中的鐵素體相發(fā)生分解,形成體心立方結(jié)構(gòu)富Fe的α相和富Cr的α’相,合金的抗腐蝕性和韌性等力學(xué)性能惡化,引起“475℃脆性”現(xiàn)象,從而影響材料的使用壽命和安全性。此外,Fe-Cr合金的相分解機(jī)制隨著成分和溫度而變化。因此,研究α’’相的分解機(jī)制、微觀組織演化及長大行為對評估和預(yù)測該合金在服役條件的性能變化有理論意義�；贑ahn-Hilliard擴(kuò)散方程,建立與成分場演化相關(guān)的Fe-Cr合金三維相場模型,并對合金中α’相分離過程進(jìn)行模擬。同時,與透射電鏡（TEM）和三維原子探針（3DAPT）等實驗結(jié)果進(jìn)行比較,研究α’相的微觀組織演變和分解機(jī)制,以及溫度和成分對Fe-Cr合金α’相分離動力學(xué)的影響規(guī)律。Fe-Cr合金中析出的α’相在三維空間隨機(jī)分布,且與基體間形成共格界面。在時效過程中,α’相長大和粗化以O(shè)stwald熟化和連接合并兩種機(jī)制進(jìn)行,其尺寸大小與時效時間之間存在＜r∝tn關(guān)系。α’相的析出引起沉淀強(qiáng)化,使得合金硬度在時效早期快速增加,后期階段增加緩... 

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1. 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 材料計算與模擬
        1.2.1 計算與模擬對材料研究的意義
        1.2.2 材料模擬方法
    1.3 材料微觀組織的相場模擬
        1.3.1 相場模擬的特點及應(yīng)用
        1.3.2 自由能密度泛函
        1.3.3 計算方法
    1.4 Fe-Cr合金α/α'相分解機(jī)制
    1.5 Fe-Cr合金α/α'相分解研究現(xiàn)狀
        1.5.1 α/α'相分解的實驗研究
        1.5.2 α/α'相分解的相場法研究
    1.6 本文的研究內(nèi)容
2. 研究方法
    2.1 實驗材料及方法
        2.1.1 實驗材料和設(shè)備
        2.1.2 合金固溶處理及時效處理
        2.1.3 材料硬度測試
        2.1.4 微觀組織分析
    2.2 相場模型的建立
        2.2.1 相場基本方程
        2.2.2 Fe-Cr合金相場模型
    2.3 實驗及數(shù)值模擬研究過程
3. α'相分解機(jī)制及濃度對其轉(zhuǎn)變動力學(xué)的影響
    3.1 引言
    3.2 Fe-Cr合金相分解機(jī)制的連續(xù)相場模擬
        3.2.1 Fe-Cr合金在形核和長大區(qū)域的α'相析出
        3.2.2 Fe-Cr合金在靠近失穩(wěn)分解線區(qū)域的α相析出
        3.2.3 Fe-Cr合金在失穩(wěn)分解區(qū)域的α'相析出
    3.3 Fe-Cr合金α'相TEM微觀組織分析
    3.4 濃度對Fe-Cr合金納米相分離動力學(xué)的影響
        3.4.1 濃度對α'相體積分?jǐn)?shù)變化的影響
        3.4.2 濃度對α'相平均半徑變化的影響
        3.4.3 濃度對α'相顆粒數(shù)密度變化的影響
    3.5 Fe-Cr合金α'相析出對硬度的影響
    3.6 本章小結(jié)
4. 溫度對Fe-Cr合金α'相析出動力學(xué)的影響
    4.1 引言
    4.2 Fe-35αt.% Cr合金773 K相分解
        4.2.1 α'相組織及成分的三維原子探針分析
        4.2.2 α'相演化的相場模擬及實驗對比
    4.3 溫度對Fe-35at.% Cr合金α'相微觀組織的影響
    4.4 溫度對Fe-35at.% Cr合金納米相分離動力學(xué)的影響
        4.4.1 溫度對α'相體積分?jǐn)?shù)變化的影響
        4.4.2 溫度對α'相平均半徑變化的影響
        4.4.3 溫度對α相顆粒數(shù)密度變化的影響
        4.4.4 溫度對α'相粒徑分布變化的影響
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]核電站一回路主管道鑄造奧氏體不銹鋼熱老化研究現(xiàn)狀與展望[J]. 王永強(qiáng),李時磊,楊濱,王艷麗,王西濤.  材料導(dǎo)報. 2012(03)
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碩士論文
[1]多場耦合的多元合金凝固過程相場法模擬[D]. 安靈敏.蘭州理工大學(xué) 2014
[2]彈性應(yīng)力下Ni-Al合金γ’相沉淀行為研究[D]. 程曉玲.南京理工大學(xué) 2013



本文編號：3687889