高強(qiáng)度低合金鋼常添加少量的微合金元素,通過第二相顆粒的析出強(qiáng)化和晶粒細(xì)化以獲得優(yōu)異的強(qiáng)韌性。近年來,微合金鋼中NbC、TiC等碳化物的析出及其細(xì)化晶粒行為已被廣泛研究。然而,當(dāng)前實(shí)驗(yàn)研究多側(cè)重于宏觀或介觀尺度,而在微觀原子/電子尺度上對碳化物析出行為的研究鮮有報(bào)道。第二相與鋼基體界面上原子之間的相互作用是導(dǎo)致第二相析出及其強(qiáng)化的基礎(chǔ),而合金元素、Fe和C原子的大小、電子結(jié)構(gòu)以及各元素空間點(diǎn)陣的差異是導(dǎo)致界面變化的根源,因而這些問題的研究對鋼中碳化物的析出及其細(xì)化晶粒具有重要的意義。本文基于第一性原理計(jì)算結(jié)合實(shí)驗(yàn)的方法,首先研究了 Fe在碳氮化物析出相表面的吸附行為,以此闡明了 Fe在第二相顆粒表面異質(zhì)形核初期的微觀本質(zhì);通過分析NbC/TiN、NbC/TiC界面的性質(zhì),揭示了 NbC在TiN和TiC顆粒上異質(zhì)形核機(jī)理。其次,研究了界面上不同的合金元素對鐵素體在TiC和NbC析出相上異質(zhì)形核潛力的影響。最后通過密度泛函理論模擬結(jié)合等溫析出實(shí)驗(yàn)方法揭示了 Mo對鐵素體中NbC析出和微觀組織的影響,為實(shí)驗(yàn)上進(jìn)一步改善碳化物的析出及其細(xì)化晶粒提供理論依據(jù)。得出的主要研究結(jié)果如下:（1）構(gòu)建了 ... 

【文章來源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２鐵素體中ＴｉＣ和（Ｔｉ，Ｍｏ）Ｃ的臨界形核尺寸（ａ）和相應(yīng)的形核速率（ｂ）??

蟛??饗緣匾種譜饔謾Ｎ饈ソ艿齲郟玻擔(dān)熱宋?危猓崳?溶質(zhì)通過拖曳作用阻礙晶界運(yùn)動，減小了晶界遷移率，并且發(fā)現(xiàn)低碳鋼的再結(jié)晶??激活能與Ｎｂ質(zhì)量分?jǐn)?shù)的０．５次方成正比，如圖１．３所示。Ｚａｒｇａｒａｎ等［２６］在Ｆｅ－??８Ａｌ－５Ｍｎ合金中加入一定量的Ｎｂ后會促進(jìn)ＮｂＣ和Ｋ－ｃａｒｂｉｄｅ的形成，它們都能??抑制熱軋過程的再結(jié)晶，但Ｋ－ｃａｒｂｉｄｅ還能夠在接下來的冷乳和退火過程促進(jìn)再??結(jié)晶，因此Ｆｅ－８Ａｌ－５Ｍｎ－０．ｌＮｂ－０．ｌＣ合金具有更細(xì)的晶粒組織和更好的機(jī)械性能，??如圖１．４所示。??心１１｜???§?２５０＝?１９６＋３５９??Ｉ２０１，??４?．??１５０－??１００１＿，＿．＿．＿．＿，＿．＿，＿．＿

ＭＣ型碳化物的析出，雖然ＭｏＣ在奧氏體中具有較高的溶解度，但是在碳化物??剛開始析出時(shí)Ｍｏ容易分布在ＴｉＣ顆粒的外層因而也能夠抑制碳化物的長大??（如圖１．５所示），因此（Ｔｉ，Ｍｏ）Ｃ能夠有效地阻止奧氏體回復(fù)再結(jié)晶，從而有利??于維持高溫下的變形結(jié)構(gòu)。??＿圓畫鼸：??ｇｒｏｗｔｈ?ｓｔａｇｅ?ｓｌｏｗ?ｃｏａｒｓｅｎｉｎｇ?ｓｔａｇｅ?ｆａｓｔ?ｃｏａｒｓｅｎｉｎｇ?ｓｔａｇｅ??圖１．５奧氏體中析出的（Ｔｉ，Ｍｏ）Ｃ顆粒的形貌演變原理圖??Ｆｉｇ．?１．５．?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?（Ｔｉ，?Ｍｏ）?Ｃ?ｐａｒｔｉｃｌｅ??ｆｏｍｉｅｄ?ｉｎ?ｔｈｅ?ａｕｓｔｅｎｉｔｅ?ｍａｔｒｉｘ??７??


本文編號：2998799