多主元高熵合金打破傳統(tǒng)合金以一種或兩種元素為主元的合金設(shè)計(jì)思路,以五種及以上元素為主元,并且能夠形成簡(jiǎn)單的組織結(jié)構(gòu)及擁有優(yōu)異的綜合性能。為開(kāi)發(fā)新型低活化抗輻照結(jié)構(gòu)材料,本文根據(jù)多主元高熵合金的設(shè)計(jì)理念,采用真空電弧熔煉技術(shù)制備以低活化金屬元素Fe、Ti、Cr、V、W為主元的三元系Fe-Cr-V、Ti-Cr-V合金,四元系Fe-Ti-Cr-V合金以及五元系Fe-Ti-Cr-V-W合金體系,研究其組織與性能特點(diǎn)。首先計(jì)算出四種等摩爾比合金的吉布斯自由能,然后以固溶體形成判據(jù)為基礎(chǔ),利用MATLAB軟件計(jì)算出使合金自由能最小的各元素原子比,優(yōu)化合金成分。通過(guò)比較優(yōu)化前后合金的自由能ΔG、混合焓ΔH_mix、混合熵ΔS_mix、彈性能ΔH_el、原子尺寸差δ等因素預(yù)測(cè)合金的相組成及機(jī)械性能方面的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):試驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)結(jié)果一致,三種系列的合金成分優(yōu)化后更容易形成單相體心立方（BCC）固溶體相,熱分析（DSC）和穩(wěn)定化處理結(jié)果表明該BCC相具有極高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,在1000°C下沒(méi)有發(fā)生任何相變;且優(yōu)化成分后的合金室溫下的機(jī)械性... 

【文章來(lái)源】：齊魯工業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

一種核反應(yīng)爐的主要結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 原子比為 1:1 的多主元合金主元種類數(shù)量對(duì) ΔSmix的1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.00 5.76 9.13 11.53 13.38 14.90 16.18 17.29 18.27關(guān)數(shù)據(jù)在圖 1.1 中表示出來(lái)，從中可以明顯發(fā)現(xiàn)：值也在相應(yīng)增加。這說(shuō)明合金組元數(shù)量的變化會(huì)對(duì)相較于多主元高熵合金，傳統(tǒng)意義上的合金則是利合熵較低，一般都會(huì)低于 0.69R 即 5.76J·K-1·mol-1一般會(huì)擁有大于 1.39R 即 11.53J·K-1·mol-1的混合熵為中熵合金。此外從圖 1.5 中可以看出，當(dāng)合金的加不再明顯，其函數(shù)圖像趨于平緩。

在這些原因下生成的固溶體相能夠影響：例如提高合金材料的屈服強(qiáng)度、硬度、斷裂強(qiáng)：遲滯擴(kuò)散效應(yīng)程中，組成元素?cái)U(kuò)散的快慢決定了組織結(jié)構(gòu)的形貌特亂排列，在凝固時(shí)需要借助各元素協(xié)同配合擴(kuò)散才能長(zhǎng)大[21]；同時(shí)，由于高熵合金元素種類較多，其原子雜，這便容易凝固時(shí)產(chǎn)生致密的納米級(jí)析出顆粒和非蝕性能[22]。晶格畸變效應(yīng)材料受外力作用而發(fā)生晶格畸變不同，高熵合金中元元素原子能夠以同等機(jī)會(huì)占據(jù)各個(gè)晶格位置。由于原畸變，從而給高熵合金帶來(lái)優(yōu)于傳統(tǒng)合金的機(jī)械、物


本文編號(hào)：2904725