稀土鑭與鈰對鋼凝固組織影響的研究一直備受關(guān)注,以往的研究認(rèn)為稀土細(xì)化凝固組織的作用機理是高熔點稀土夾雜物對初生相的異質(zhì)形核作用或/和鑭鈰的溶質(zhì)作用。但相關(guān)作用機理沒有形成統(tǒng)一認(rèn)識,缺乏確鑿的研究數(shù)據(jù)來支撐己有觀點。若凝固初生相為δ鐵素體,因凝固后發(fā)生固態(tài)相變,難以將初生相保留到室溫,造成實驗研究的困難。為了避開凝固后發(fā)生固態(tài)相變對微觀分析的干擾,本文選擇能夠?qū)⒛坛跎唳蔫F素體一直保留到室溫的Fe-4%Si模型合金作為研究載體,通過設(shè)計不同的單一鑭/鈰加入量熔煉制備實驗材料,研究鑭/鈰對鋼液凝固初生相δ鐵素體的細(xì)化及作用機理。以澄清以往研究的混亂報道,提出鑭/柿相關(guān)作用機理的新見解。通過對比Fe-4%Si與Fe-4%Si-La/Ce合金的凝固組織,研究La/Ce對鋼液凝固初生相δ鐵素體的細(xì)化作用。采用材料微觀表征技術(shù),結(jié)合利用FactSage軟件系統(tǒng)的熱力學(xué)計算及利用邊-邊匹配（E2EM）模型的晶體學(xué)計算,研究各類高熔點鑭/鈰夾雜物作為鋼液凝固初生相δ鐵素體異質(zhì)形核核心的可能性及效用。通過設(shè)計定向凝固實驗,采用電子探針對定向凝固樣品進(jìn)行微區(qū)成分分析,結(jié)合對生長抑制參數(shù)β的理論計算,研究... 

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 鋼中凝固細(xì)化的重要性
    1.2 鑭/鈰對鋼鑄態(tài)組織的影響
        1.2.1 鑭/鈰對奧氏體鋼鑄態(tài)組織的影響
        1.2.2 鑭/鈰對鐵素體鋼鑄態(tài)組織的影響
        1.2.3 鑭/鈰對普碳鋼鑄態(tài)組織的影響
        1.2.4 鑭/鈰對其他工業(yè)用鋼鑄態(tài)組織的影響
        1.2.5 以往研究工作的分析總結(jié)
    1.3 稀土在鋼中的存在狀態(tài)
    1.4 高熔點稀土夾雜物的異質(zhì)形核作用
        1.4.1 鋼液中鑭/鈰稀土夾雜物的形成規(guī)律
        1.4.2 異質(zhì)形核效用的評價理論
        1.4.3 鋼液中高熔點鑭/鈰夾雜物異質(zhì)形核效用的研究
    1.5 熔液中溶解的稀土原子對鋼凝固組織的影響
        1.5.1 鑭/鈰在鋼中的固溶
        1.5.2 鑄態(tài)金屬及合金中晶粒細(xì)化的溶質(zhì)作用
        1.5.3 鋼液中溶解的鑭/鈰原子對凝固組織的影響
    1.6 課題的提出及論文的主要研究內(nèi)容
第二章 實驗材料與研究方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 模型合金的選擇
        2.1.2 實驗材料的熔煉制備
    2.2 研究方法
        2.2.1 凝固組織的觀察與分析
        2.2.2 凝固過程中La/Ce夾雜物行為的熱力學(xué)計算
        2.2.3 夾雜物的觀察分析
        2.2.4 異質(zhì)形核效用的晶體學(xué)計算
        2.2.5 晶體學(xué)位向關(guān)系的表征
        2.2.6 定向凝固實驗及固-液界面形態(tài)觀察
        2.2.7 微區(qū)成分分析
        2.2.8 鑭/鈰溶質(zhì)作用的理論計算
第三章 鑭/鈰對Fe-4 %Si合金凝固組織的影響
    3.1 鈰對Fe-4 %Si合金凝固組織的影響
    3.2 鑭對模型合金凝固組織的影響
    3.3 本章小結(jié)
第四章 Fe-4%Si合金凝固過程中鑭/鈰夾雜物的形成規(guī)律
    4.1 Fe-4%Si合金中鈰夾雜物形成規(guī)律的熱力學(xué)預(yù)測
        4.1.1 液相線以上鈰夾雜物形成規(guī)律的熱力學(xué)預(yù)測
        4.1.2 Fe-4 %Si合金凝固過程中鈰夾雜物行為的熱力學(xué)預(yù)測
    4.2 Fe-4 %Si合金中鈰夾雜物的表征
    4.3 Fe-4 %Si合金中鑭夾雜物形成規(guī)律的熱力學(xué)預(yù)測
        4.3.1 液相線以上鑭夾雜物形成規(guī)律的熱力學(xué)預(yù)測
        4.3.2 Fe-4%Si合金凝固過程中鑭夾雜物行為的熱力學(xué)預(yù)測
    4.4 Fe-4%Si合金中鑭夾雜物的觀察表征
    4.5 本章小結(jié)
第五章 高熔點鑭/鈰夾雜物對δ鐵素體異質(zhì)形核效用的晶體學(xué)研究
    5.1 異質(zhì)形核效用的晶體學(xué)預(yù)測
    5.2 晶體學(xué)預(yù)測的實驗驗證
        5.2.1 Ce_2O_2S夾雜與δ鐵素體之間位向關(guān)系的表征
        5.2.2 La_2O_2S夾雜與δ鐵素體之間位向關(guān)系的表征
    5.3 本章小結(jié)
第六章 鑭/鈰對Fe-4%Si合金凝固細(xì)化的溶質(zhì)作用
    6.1 合金熔液中溶解態(tài)La/Ce量的測定
    6.2 鑭/鈰對Fe-4 %Si合金凝固過程中溶質(zhì)再分配的影響
        6.2.1 La/Ce對Fe-4 %Si合金定向凝固過程中固-液界面形態(tài)的影響
        6.2.2 溶質(zhì)平衡分配系數(shù)的理論計算
        6.2.3 定向凝固界面前沿微區(qū)成分分析
        6.2.4 固-液界面處La/Ce富集的探索研究
    6.3 Fe-4 %Si合金凝固過程中La/Ce的生長抑制作用
    6.4 本章小結(jié)
第七章 鑭/鈰作用機理的探討
    7.1 鑭/鈰細(xì)化Fe-4%Si合金凝固組織的機理分析
    7.2 鑭/鈰細(xì)化鋼液凝固初生相δ鐵素體機理的新見解
    7.3 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
創(chuàng)新點
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀博士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文
作者在攻讀博士學(xué)位期間所作的項目
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3691650