镍基合金中沉淀相演化规律的经典动态模型及应用

来源 :北京科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qpowapian
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文通过对经典理论中沉淀相在析出过程的热力学驱动力、长大方式、界面结构及回溶过程的界面位置变化规律进行系统讨论分析,采用热力学和动力学计算方法,对平衡相含量、活度系数、扩散系数及溶质元素溶度积进行计算分析,并进一步经过对温度和时间进行离散化处理,得到不同热处理条件下多元复杂体系中沉淀相在析出过程驱动力、互扩散系数和析出阻力及在回溶过程界面溶质浓度的动态计算方法,从而建立了镍基合金中沉淀相演化规律的经典动态模型,进而实现了沉淀相在析出及回溶过程的数量、尺寸及体积分数的定量描述。   为了验证该模型的正确性,实验研究了镍基高温合金GH864中γ,相在不同类型热处理条件(如等温时效、二次时效及连续冷却)下的析出规律、镍基耐蚀合金690中M23C6型碳化物在等温时效中的析出规律、GH4169中δ相的回溶规律,并对比分析了沉淀相尺寸及体积分数的测量结果与经典动态模型的计算结果,结果表明模拟计算值与实验测量值基本吻合,说明本文所建立的经典动态模型可以用来描述镍基合金中沉淀相的演化规律。   在建立热处理制度与沉淀相均匀形核析出规律的基础上,分析了γ相在不同冷速下发生不稳定长大(或分裂)的临界条件,即沉淀相稳定长大(不分裂)的临界冷却速度应该大于30℃/s。基于γ相的强化机制,建立了镍基高温合金中沉淀相弥散强化对强度增加值的计算模型,且模拟预测的强度增加值变化趋势与实验得到的硬度变化趋势相一致。根据经典动态模型所建立的沉淀相析出规律,结合沉淀相强化机制可以预测不同热处理条件下合金的力学性能变化趋势,从而为以γ相为主要强化相的镍基高温合金的研制及热处理制度的制定提供理论设计原则。   建立了镍基合金晶界状态、晶界上碳化物析出特征、晶界附件元素分布特征三者间的动态互作用定量模型,并对引起三者中任何一种影响因素而导致的互作用影响规律进行了讨论分析。进一步获得了镍基耐蚀合金690中M23C6型碳化物的动态析出规律,分析了随碳化物析出,晶界附近Cr浓度分布的演化过程。进而对晶界数量(晶粒度大小)和合金成分变化导致的互作用规律进行了定量分析讨论,获得了晶粒度和合金成分对碳化物沿晶界的析出过程、化物沿晶界的分布形式(通过碳化物不连续系数来表述)及晶界附近Cr浓度分布的动态关系,给出三者间的优化控制规律。结果表明晶粒尺寸应该控制在一定范围之内(如30~63.5μm)才有利于合金在较短时间等温时效过程中碳化物沿晶界呈连续分布且晶界附近的Cr浓度又具有较高值。同时C含量应该保持在0.02wt%左右,在合金成分要求范围内Cr含量应该越高越好,而Fe含量变化无需精确控制。   利用经典动态模型模拟计算了GH4169在不同温度进行回溶时的δ相的回溶规律,在模拟结果与试验结果相一致的前提下,模拟计算了δ相在不同热处理条件下的溶解量及在不同温度下的充分溶解时间。同理通过模拟计算GH864中γ相及耐蚀合金690中M23C6型碳化物在不同热处理条件下的溶解量及在不同温度下的充分溶解时间,可以为镍基合金固溶热处理制度及热加工工艺的制定与优化提供理论研究基础。   本文所建立的经典动态模型,不仅可以为镍基合金微观组织设计或者热处理制度的制定及优化提供理论依据,而且可以为其它类型的合金体系沉淀相的析出及回溶等过程的研究提供借鉴作用和研究方法。
其他文献
在板带钢轧制过程中,选择在精轧机组的某机架投入工艺润滑可以有效地降低变形区接触弧表面上的摩擦系数和摩擦力,改变变形区应力状态,从而降低轧制力和轧制能耗,减小轧辊磨损,提高
镁合金是密度最小的工业用金属材料,具有许多优异的物理和力学性能,但耐蚀性差的问题限制了其在工业领域的广泛应用,因此,镁合金作为结构材料使用必须进行表面处理,以提高其耐蚀性
由于非晶合金的室温脆性和应变软化的特点,使得非晶合金做为结构材料应用的前景受到质疑。因此,如何在保留非晶合金的高强度、高耐蚀性和高抗疲劳性等性能的同时,提高其塑性成为
随着人类社会的发展以及人口的急剧增长,人类对能源的需求量逐年增加。传统石化能源不可再生,因此对可再生能源的有效利用成为了亟待解决的问题。太阳能是可再生能源开发利用中最活跃的领域,利用太阳能电池发电是太阳能利用的主要方式之一。上世纪90年代初瑞士联邦高工教授Michael Gratzel开发了价格相对便宜、制备工艺简单、具有较高光电转换效率且对环境无污染的染料敏化太阳能电池(Dye-sensitiz
以新疆伽师M_S6.4地震为案例,利用地磁日变化异常分析方法,对中国地磁台网所记录的地磁观测资料进行分析,结果显示:1)离震中最近的喀什台震前59 d和39 d出现一组逐日比高值异常,排除干扰,且地磁日变形态也出现明显的畸变,异常集中于震中附近台站,震中位于异常阈值线附近;2)震前,新疆及周边地区出现地磁垂直分量日变化幅度的极小值时间在空间上出现地磁低点位移现象,低点时间分界线横穿南天山西段,呈现
目前我国经济建设发展迅速,建筑行业也在快速发展.在建筑工程中最重要的施工环节就是施工的质量管理,因为它直接关系着建筑工程的整体效果.因此,施工单位特别重视建筑工程施
本文研究工作以Ti-IF钢和00Cr12Ti铁素体不锈钢为对象,借助于电子背散射衍射技术(EBSD)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及力学性能检测等分析技术和测试设备,对不同冷轧变
近年来,由于提高磁记录密度的需求,垂直磁记录方式成为目前和未来磁记录首选的存储方式。而与垂直磁记录相对应的垂直自旋阀磁头也因此成为国际研究的热点,作为自旋阀的主体结构
摘 要:网络时代的到来,赋予了高校爱国主义教育全新使命和挑战。教育工作者必须积极探索教学的有效途径,增强大学生爱国主义教育的实效性,提高教育教学的质量。  关键词:网络时代;大学生;爱国主义教育  一、网络时代大学生爱国主义教育存在的问题  (一)大学生思想尚未成熟  网络环境的开放性、虚拟性、无国界性决定了网络监管的困难性,大学生是网络时代的主要受众之一,在网络上接收到的信息五花八门,大学生的思
碳纳米管(CNTs)作为纳米材料学的研究热点,无论在CNT阵列的可控制备还是其掺杂改性后的功能化应用上都引起了研究者的广泛关注。就目前而言,如何控制CNTs生长所需催化剂的颗粒形貌以得到高质量的CNTs阵列,以及对氮掺杂改性后的CNTs在氧化还原反应中的电催化性能研究都成为近年来的焦点。溶胶-凝胶(sol-gel)法是制备CNTs生长所需催化剂薄膜的一种简便有效的方法。本文首先介绍了利用该方法制备