高熵合金是本世紀(jì)初提出的一種全新的合金設(shè)計理念,其成分特點是合金多組元且所有組成元素的比例相等或相近。高熵合金獨特的成分特點使其擁有高混合熵效應(yīng),并且衍生出微觀組織穩(wěn)定性高和緩慢擴(kuò)散等獨特性能。借鑒高熵合金設(shè)計理念,由高熔點元素組成的難熔高熵合金有望提高合金的使用溫度,因而受到研究者的廣泛關(guān)注。目前難熔高熵合金的研究尚處于起步階段,大量科學(xué)問題亟待解決。首先,己有的難熔高熵合金大量使用昂貴且密度高的元素,使其成本高昂且密度高,非常不利于工業(yè)應(yīng)用;其次,使用計算模擬手段準(zhǔn)確預(yù)測難熔高熵合金熱物性,并闡明合金相形成規(guī)律與力學(xué)性能的關(guān)聯(lián)的相關(guān)研究還相當(dāng)匱乏;最后,現(xiàn)有的難熔高熵合金大多不具備拉伸塑性,開發(fā)具有拉伸塑性的難熔高熵合金并研究其強韌化方法與機理對未來難熔高熵合金的發(fā)展具有重要意義。本文以Ti-Zr-Nb系高熵合金為對象,系統(tǒng)研究合金的組織結(jié)構(gòu)與強化機理。通過建立可靠的隨機固溶體模型,利用第一性原理計算合金的相結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)和彈性性質(zhì),為新型難熔高熵合金的設(shè)計與開發(fā)提供理論指導(dǎo)。制備具有高比強度的Ti-Zr-Nb-Mo-V高熵合金系與具有高強度高拉伸塑性的Ti-Zr-Nb-Hf高熵合金...

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 緒論
    2.1 高熵合金概述
        2.1.1 高熵合金的定義
        2.1.2 高熵合金的分類
        2.1.3 高熵合金的特點
        2.1.4 高熵合金的相形成及預(yù)測
        2.1.5 高熵合金的強化機理
    2.2 難熔高熵合金的發(fā)展概況
        2.2.1 難熔高熵合金的成分特點
        2.2.2 難熔高熵合金的制備工藝
        2.2.3 難熔高熵合金的相與組織
        2.2.4 難熔高熵合金的力學(xué)性能
        2.2.5 難熔高熵合金的氧化行為
        2.2.6 難熔高熵合金的設(shè)計
    2.3 課題背景、研究目的及內(nèi)容
        2.3.1 課題背景
        2.3.2 研究目的及內(nèi)容
3 實驗方法
    3.1 材料的制備
    3.2 材料的組織結(jié)構(gòu)表征及形貌觀察
        3.2.1 晶體結(jié)構(gòu)分析
        3.2.2 微觀組織分析
        3.2.3 三維原子探針成分分布分析
    3.3 熱分析方法
    3.4 力學(xué)性能測試
4 高熵合金相結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)與力學(xué)性能的第一性原理計算
    4.1 引言
    4.2 計算方法
    4.3 結(jié)構(gòu)模型
    4.4 計算結(jié)果
    4.5 TiZrNbHf高熵合金的組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能
    4.6 本章小結(jié)
5 高比強度TiZrNbMoV高熵合金的組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能
    5.1 引言
    5.2 合金化對TiZrNbMoV高熵合金系相組成的影響
    5.3 TiZrNbMoV高熵合金系的相形成規(guī)律
    5.4 室溫壓縮性能
    5.5 TiZrNbMoV高熵合金系在1273K的相穩(wěn)定性研究
    5.6 本章小結(jié)
6 氧對TiZrNbHf高熵合金的強化與塑韌化作用
    6.1 引言
    6.2 氧添加對TiZrNbHf高熵合金組織結(jié)構(gòu)的影響
    6.3 TiZrNbHfO高熵合金系的晶粒生長動力學(xué)
    6.4 氧的添加對TiZrNbHf高熵合金拉伸性能的影響
    6.5 氧在TiZrNbHf高熵合金中的強韌化機制
    6.6 本章小結(jié)
7 TiZrNbHfAl高熵合金系的組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能
    7.1 引言
    7.2 鋁添加對TiZrNbHf高熵合金組織結(jié)構(gòu)的影響
    7.3 成分和溫度對相形成和穩(wěn)定性的影響
        7.3.1 固溶體相形成規(guī)律
        7.3.2 析出相形成規(guī)律
    7.4 鋁的添加對TiZrNbHf高熵合金拉伸性能的影響
    7.5 鋁在TiZrNbHf高熵合金中的強韌化機制
    7.6 本章小結(jié)
8 總結(jié)
    8.1 結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3867213