高温和低张应力引起的非平衡晶界偏聚动力学(Ⅰ)--理论模型

在文献[1]和[2]提出的模型的基础上，推导出金属材料在高温和弹性范围内因张应力引起的溶质非平衡晶界偏聚的动力学方程。     

高温和低张应力引起的非平衡晶界偏聚动力学(Ⅱ)--实验结果的动力学模拟

以文献[1]建立的张应力引起的非平衡晶界偏聚动力学方程模拟了Shinoda T等的磷在钢中的应力时效实验结果和Misra R D K的硫在钢中的应力时效实验结果，模拟结果与实验结果互相吻合。通过模拟发现，张应力使磷-空位复合体以及硫-空位复合体在钢中的扩散系数均增加3个数量级，且磷原子和硫原子的扩散系数分别降低3个和5个数量级。     

NiCrMoV钢中铌和锡的非平衡晶界共偏聚

 结合偏聚理论的最新进展,对R.D.K.Misra等认为Ni和Sn的晶界偏聚动力学曲线相互平行,而且2种元素可同时达到一个晶界浓度极大值的实验结果重新进行了分析。分析结果证实,Ni和Sn在恒温过程中发生的是一非平衡晶界共偏聚现象,Ni的非平衡偏聚是由Sn的非平衡偏聚引起的。     

Nb的非平衡晶界偏聚动力学模拟与实验研究

Nb是现代高性能钢铁材料中重要的微合金化元素,其在晶界有强偏聚特性。采用3种Nb-空位复合体扩散系数分别对非平衡晶界偏聚进行拟合,根据铁-铌二元合金中Nb在晶界偏聚实验的EPMA测量结果筛选出最终的复合体扩散系数,并据此讨论了低温恒温温度,基体Nb含量,原奥氏体晶粒尺寸对非平衡晶界偏聚动力学的影响,得出了最符合实验结果的铌-空位复合体扩散系数公式。结果表明,在1 000℃恒温过程,Nb非平衡晶界偏聚的临界时间在15 min左右,临界时间常数为6.57×10⁵。从1 200℃固溶态冷却至某低温等温时,随着等温温度的升高临界时间迅速减小,Nb在晶界的最大偏聚量逐渐越小;随着基体Nb含量增加晶界Nb的最大偏聚量线性增加;随着原奥晶粒尺寸的增加临界时间逐渐增大。     

一个强韧化钢的新概念--非平衡晶界共偏聚

基于固溶体中溶质原子间及溶质原子与过饱和空位的交互作用,提出了非平衡晶共偏聚的概念。在一个由溶质２和溶剂３组成的固溶体中,若溶质２与空位的结合能超过适于发生非平衡晶界偏聚的范围时,极少或没有溶质２的非平衡晶界偏聚在２－３固溶体中发生。     

INCONEL 718合金中硼的非平衡晶界偏聚

介绍了用溶质非平衡偏聚理论研究INCONEL 718合金中硼的晶界偏聚所取得的最新进展.这些进展包括用非平衡晶界偏聚动力学理论预报热处理工艺对合金晶界脆性的影响.     

界面─晶界非平衡偏聚

简要介绍了偏聚特别是晶界非平衡偏聚研究的历史和现状．并扼要介绍了品界非平衡偏聚与材料冷脆之间的关系。     

NiCrMoV钢中铬和氮的非平衡晶界共偏聚

 在非平衡晶界共偏聚理论基础上,分析了NiCrMoV钢中铬和氮在700~900 K下的共偏聚动力学。结果表明,氮在时效过程中出现的非平衡偏聚特征是铬非平衡偏聚诱发的结果;铬、氮二者的晶界共偏聚行为属非平衡共偏聚。分析结果为非平衡晶界共偏聚理论提供了证据。     

晶间脆性断裂的非平衡偏聚机理研究

 中温脆性、回火脆性是困扰材料学界百年的两大晶间脆性难题,其发生机理一直是材料科学与工程学界研究的热点。根据溶质非平衡偏聚恒温动力学特征,总结出了中温脆性的非平衡偏聚机理。另外,依据溶质非平衡偏聚的临界时间现象,综述了回火脆性的非平衡偏聚研究最新进展。通过对以上两种晶间脆性断裂发生机理的分析发现,他们都是由溶质的非平衡偏聚临界时间引起的。     

Nonequilibrium Grain Boundary Segregation of Sulfur and Its Effect on Intergranular Corrosion for 304 Stainless Steel

 The data obtained by bending tests for intergranular embrittlement after 45 h and 450 h exposure to Strauss solution have been reported for 304 stainless steel. The results show that an embrittlement peak appears at 650 ℃ for all samples quenched from 1260 ℃ and then sensitized for 150 h at 480, 565, 650, 730, 815 and 900 ℃ respectively. The temperature corresponding to the embrittlement peak is decreased to 565 ℃ when the sensitizing time is prolonged to 1500 h. In this paper, these data are analyzed with an isothermal kinetic model of nonequilibrium grain boundary segregation, indicating that the embrittlement peak is related to the critical time for nonequilibrium grain boundary segregation of sulfur.     

Non-equilibrium Grain-boundary Segregation of Phosphorus in an Fe-17Cr Alloy

In order to confirm the segregation characteristic of phosphorus in an Fe-17Cr alloy at grain boundary, the phosphorus segregation was obtained by Auger electron spectroscopy. The results show that a maximum phosphorus segregation appeared at 450 ℃ for all specimens aged for 30 rain at 350, 400, 450, 500, and 600 ℃ after being solution-treated at 1 000 ℃ for 1 h. These results were analyzed by the characteristics of segregation peak temperature of non-equilibrium segregation.     

硅在铝晶界上的析出与非平衡偏聚

经高温固溶处理后匀速冷却的Al-0.35%Si合金样品,晶界上可观察到富硅的析出相,析出量随着固溶处理温度的增加而增加。对于高温固溶处理,再在较低温度二次固溶处理不同时间后匀速冷却的样品,25min的晶界析出量最大;对于25min二次处理后直接水淬样品,晶界上可观察到1μm以上的析出相。实验结果表明,硅在铝界上存在着硅-空位复合体导致的非平衡偏聚。     

磷在12Cr1MoV钢中非平衡晶界偏聚动力学的实验研究

以工业用12Cr1MoV钢为研究对象,通过俄歇电子能谱分析方法（AES）,对磷在恒温过程中的非平衡晶界偏聚浓度进行了测定.获得的磷在钢中的非平衡晶界偏聚动力学曲线直接验证了非平衡晶界偏聚动力学理论中的Xu-Song模型.     

Effect of Carbon on Grain Boundary Segregation of Phosphorus and Phosphorus-Induced Intergranular Fracture in High Purity Iron with Phosphorus

Ａｓｗｅｌｌｋｎｏｗｎ ,ｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｃａｎｐｒｅ ｖｅｎｔｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｉｎｄｕｃｅｄｉｎｔｅｒｇｒａｎｕｌａｒｆａｉｌｕｒｅｉｎｉｒｏｎ .ＢｕｔｉｔｉｓｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｕｓｉｎｇＡＥＳ (Ａｕｇｅｒｅｌｅｃ ｔｒｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ)ａｎａｌｙｓｉｓｉｎｆｒａｃｔｕｒｅｄｓｕｒｆａｃｅａｎａｌ ｙｓｉｓ .ＥｒｈａｒｔＨｅｔａｌ[1] ,ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌａｉｎｔｈｅｍｅｃｈ ａｎｉｓｍｏｆｃａｒｂｏｎｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｒｇｒａ…     

硼在奥氏体晶界的两种偏聚形式

用PTA方法研究了Fe-30%Ni合金中硼在晶界的偏聚行为。实验表明在550-1200℃保温后用不同方式冷却的试样中存在平衡与非平衡两类硼偏聚,它们各自的形成机制不同,试验条件对它们的影响不同。平衡偏聚在保温时形成,在低温区淬火时起主要作用。在高温加热后,用通常冷却速度淬火时,晶界偏聚主要来源于冷却过程中产生的非平衡偏聚,实际瘁火试样中观察到的硼偏聚是这两类偏聚的叠加。试验指出,Fe-30%Ni合金中偏聚方式有一个转折温度区,这温度受冷却速度影响,在通常冷却速度下,这个转折温度在650~750℃之间。