Zr-Ti合金相稳定性与弹性性质的第一性原理研究

利用特殊准随机结构(specialquasi-randomstructure,SQS)超晶胞模型及第一性原理计算研究了Zr_(1-x)Tix合金中Ti含量及相结构(hcp与bcc结构,α相与β相)对合金相稳定性及弹性性质的影响。研究表明:从弹性性质上看,Ti含量增加会使Zr-Ti合金的结构更加稳定,Zr-Ti合金α相的结构稳定性普遍高于β相;Zr-Ti合金普遍具有延展性,Zr-Ti合金的α相具有更高的硬度并且其硬度和韧性都与Ti元素浓度成正比,Zr-Ti合金的β相具有更高的韧性;从电子结构上看,Ti不会显著改变hcp结构和bcc结构Zr-Ti合金系统的态密度(DOS),Zr-Ti合金系统的DOS分布中的费米能级与纯Zr系统的相似,Ti含量对Zr-Ti合金的相稳定性影响不大。     

Zr-Nb-Fe系锆合金管材的微观组织及第二相表征

通过光学显微镜、扫描电镜及透射电镜技术对Zr-Nb-Fe系锆合金管材微观组织及第二相结构进行表征和定量分析。结果表明:Zr-Nb-Fe系锆合金管材再结晶充分,晶粒呈近似等轴状,晶粒内部缺陷少,平均尺寸为4.75μm。大部分第二相呈球状,少量呈短棒状或不规则形状,平均尺寸为96.45 nm,尺寸分布主要集中在40~160 nm之间。Zr-Nb-Fe系锆合金管材中存在两种类型的第二相,一种是密排六方结构(HCP)的Zr(Nb,Fe,Cr)_2相,另一种为体心立方结构(BCC)的β-Nb相。     

低价锆氧化物Zr3O的结构、热力学和弹性性质第一性原理研究(英文)

采用第一性原理系统地研究3种Zr₃O晶形(空间群分别为R■c (斜方六面体)、R32 (斜方六面体)和P6322(六面体))的晶格动力学及其与温度相关的热力学和力学性质。计算得到的3种Zr₃O晶形的晶体结构参数与实验结果一致。此外,证明3种Zr₃O结构在动力学和热力学上均具有稳定性。获得了3种Zr₃O晶形在0～1500 K温度范围内的熵、焓、吉布斯自由能、比热容、热膨胀系数和弹性模量等性质。发现3种Zr₃O晶形在0K时的相对稳定性顺序为Zr₃O (R■c)> Zr₃O (R32)> Zr₃O (P6₃22);然而,在50 K时Zr₃O(R■c)转变成Zr₃O (R32),在540K时转变为Zr₃O(P6₃22)。相较于其他2种Zr₃O相,Zr₃O(R...     

合金元素Cu对Zr-Sn-Nb合金淬火及时效过程微观组织的影响

通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对Zr-Sn-Nb系两种合金淬火时效样品进行观察分析,研究了合金元素Cu对锆合金淬火后微观组织的影响及在时效过程中对第二相析出规律影响。结果表明:淬火态样品中没有第二相析出,且Cu元素的添加可以细化晶粒及淬火板条组织,提高合金硬度;经过时效处理后,第二相首先在晶界位置析出;随着保温时间的延长,合金元素扩散充分。透射电镜结果显示,Cu元素促进第二相形核析出以及细化第二相尺寸。     

冷拉304奥氏体不锈钢丝力学性能研究

利用拉伸试验、硬度测试、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对冷拉304奥氏体钢丝的力学性能和显微组织进行分析。结果表明,钢丝的抗拉强度随着总压缩率的增加而增大,断面收缩率随着总压缩率的增加而减小;当总压缩率达到65%时,钢丝中的晶粒由初始的等轴状转变为平行于拉拔方向的纤维状;由钢丝X射线衍射花样计算的马氏体体积分数随着总压缩率的增加而增大,且形变诱导产生的马氏体相是钢丝强化的主导因素;退火处理能显著减少钢丝中的马氏体,降低钢丝的抗拉强度。     

2195铝锂合金的热变形行为

在Gleeble-1500热模拟机上实施热压缩试验,研究2195铝锂合金在变形温度360~500 ℃,应变速率0.1~10 s^-1时的热变形行为,并通过OM和EBSD研究了热变形中微观组织的演变。基于动态材料模型理论及Zener-Holloman参数,构建了2195铝锂合金的应变量为50%时的加工图及本构方程。结果表明,流变应力随变形温度降低或者应变速率的增加而提高,高温软化机制包括动态回复与动态再结晶。利用加工图及显微组织分析确定了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数为480 ℃/10 s^-1;发现失稳区形变组织和再结晶组织呈层状交替分布,且随着变形温度降低,形变组织层厚度增加;稳定区的微观组织具有明显的动态再结晶特征,形变组织基本消失。     

冷却介质对商业纯钛 β→α 相转变组织及织构的影响

利用OM、ECC、EBSD、TEM等表征技术和显微硬度实验研究了经β固溶处理的商业纯钛板材在β→α相变过程中不同冷却介质对其组织演变、变体选择、织构遗传及力学性能的影响。结果表明：随着冷却速率的降低,相变组织依次呈细针状α′马氏体（水冷和液氮冷）、Widmanst?tten组织（空冷）及粗大晶粒（炉冷）,且冷却速率越快,则转变组织越细,进而其硬度值越高。在β→α冷却过程中,只有炉冷条件下由于出现了部分不满足Burgers关系的取向,导致其并不严格遵循Burgers取向关系。与原始组织相比,水冷和液氮冷条件下由于出现新的织构成分（<0001>//TD、<110>//ND）,导致其织构分布更分散;炉冷条件下由于发生了强烈变体选择而出现织构遗传现象,导致更强的相变织构。因此可以通过提高冷却速率来抑制变体选择,进而弱化相变织构。     

添加钼对锆合金性能的影响研究

添加合金元素来提高锆合金的力学性能和耐腐蚀性能，近年来受到研究学者的广泛关注。概述了加钼锆合金的国内外研究现状和发展趋势，着重介绍了添加钼元素对锆合金力学性能、耐腐蚀性能、微观组织、形变织构、第二相等方面的影响。在锆一铌合金中添加适量的钼，再通过适当的热机械处理，可以得到高强度、耐腐蚀、晶粒细小的锆合金。     

工业纯钛板材的轧制织构及微观组织对其孪晶和再结晶行为的依赖性

将工业纯钛（CP-Ti）板轧制至不同程度,随后进行退火以及进行20%的再轧制。通过电子背散射衍射（EBSD）对合金微观组织的变化进行表征。重新轧制后,｛112｝<23>压缩孪晶和｛102｝<101>拉伸孪晶产生。可以观察到孪晶的层状结构,这是由变形孪晶的缠结以及二次和三次孪晶的产生引起的。平均晶粒尺寸和孪晶量之间没有简单的关联。0.5 h退火样品中的晶粒尺寸随其预变形程度的增加而显著减小。重新轧制倾向于使晶格的重新取向更接近法线方向。虽然织构变化和孪晶体积分数很小,但平行于RD方向的｛100｝纤维织构仍然保留。     

添加钼对锆合金性能的影响研究

添加合金元素来提高锆合金的力学性能和耐腐蚀性能,近年来受到研究学者的广泛关注。概述了加钼锆合金的国内外研究现状和发展趋势,着重介绍了添加钼元素对锆合金力学性能、耐腐蚀性能、微观组织、形变织构、第二相等方面的影响。在锆-铌合金中添加适量的钼,再通过适当的热机械处理,可以得到高强度、耐腐蚀、晶粒细小的锆合金。