固溶处理对S32707特超级双相不锈钢析出相、组织及性能影响

通过Thermo-Calc热力学计算、OM和FE-SEM观察、力学性能和腐蚀性能试验对不同固溶温度下的特超级双相不锈钢进行分析和研究.结果表明:σ相和非平衡氮化物是固溶水冷组织中的主要析出相,当固溶温度低于1050℃时,σ相优先沿双相界面析出,显著降低双相不锈钢的冲击韧性;当固溶温度高于1100℃,非平衡氮化物开始在铁素体晶粒内部析出,且随着固溶温度的升高,非平衡氮化物析出数量增加.这是由于固溶水冷过程中氮在铁素体中的溶解度快速降低,过饱和的氮来不及扩散到相邻奥氏体中,只能以氮化物的形式析出.随固溶温度升高,铁素体含量增加,奥氏体含量降低,实验钢的强度增加,冲击韧性降低.在1080~1120℃之间固溶时,双相比例接近1∶1,S32707特超级双相不锈钢具有优良的综合力学性能和耐晶间腐蚀性能.

脉冲激光辐照对316L不锈钢重位点阵晶界的影响

目的提高316L不锈钢的重位点阵晶界比例,减少随机晶界的比例,改善材料的抗晶间腐蚀性能。方法选择合适的辐照温度,利用Nd:YAG激光器对SUS316L奥氏体不锈钢表面进行飞秒和纳秒激光辐照。通过电子背散射衍射技术分析辐照样品的晶界特征分布,研究不同激光辐照条件对试样晶界的影响。此外,在透射电镜下,观察脉冲激光辐照样品中的晶体缺陷和Σ3晶界。结果相比于未辐照试样,723 K下飞秒激光辐照使试样的Σ3晶界比例增加2.88%,R晶界比例减少4.24%;723 K下纳秒激光辐照使试样的Σ3晶界比例增加10.78%,R晶界比例减少9.97%;773 K下纳秒激光辐照使试样的Σ3晶界比例增加12.52%,R晶界比例减少10.68%。在透射电镜下观察到,773K下脉冲激光辐照试样中存在大量的堆垛层错四面体,但在孪晶形核的"台阶"内部没有发现该类缺陷。结论重位点阵晶界比例的变化主要与晶界迁移和孪晶形成有关,其中脉冲激光辐照产生的能量为试样趋肤层的晶界迁移提供有利的条件,而辐照引起的晶体缺陷会促进晶界迁移过程中孪晶的形核和生长。

电子辐照对9Cr-ODS钢中氧化物稳定性的影响

利用超高压电子显微镜系统在450、500和550℃下对9Cr-ODS铁素体/马氏体钢（F/M钢）进行了电子束辐照,通过观察和分析辐照前后钢中Y-Ti-O纳米氧化物的形貌及成分变化,对比研究不同温度下电子辐照对氧化物稳定性的影响。结果表明,不同温度下,电子辐照后的氧化物尺寸发生了不同程度的减小现象。辐照前后氧化物尺寸减小率分别为8.51%（450℃）、19.38%（500℃）和25.99%（550℃）;氧化物内铬成分变化程度关系为550℃〉500℃〉450℃。通过分析得出,电子辐照条件下,钢中Y-Ti-O弥散氧化物抑制了材料的辐照肿胀。高能电子轰击以及辐照中产生的过饱和点缺陷的扩散会促使氧化物中溶质原子移动,从而造成了氧化物尺寸的减小。温度的增加提高了空位的扩散速率,加速了氧化物尺寸的减小。研究9Cr-ODS钢在电子辐照下的损伤行为有助于探究氧化物辐照损伤机理,为后期控制和减少9Cr-ODS钢辐照损伤现象提供依据。

辐照温度对SUS316L不锈钢中二次缺陷及肿胀的影响

利用超高压电子显微镜分别在350、400、450以及500℃下对SUS316L奥氏体不锈钢进行剂量为3.6 dpa的电子束辐照,通过观察和分析辐照后样品中的空洞和位错环数量密度以及肿胀率,讨论了不同温度下电子束辐照对材料肿胀率的影响。结果表明,不同温度下,样品中都产生二次缺陷,如位错环和空洞;空洞引起辐照肿胀;在350~450℃范围内,肿胀率随着温度升高而增加,并在450℃达到最高;450℃后,肿胀率降低。不同温度下,两种二次缺陷对于点缺陷的尾闾强度不同,肿胀率与位错环、空洞在显微组织中所占比例有关。试验研究辐照肿胀率与二次缺陷间的关系,为进一步理解辐照肿胀机理、寻求抑制辐照肿胀的方法提供依据。

Pt-Au-Cu三元核壳结构纳米线的制备与结构表征

通过水溶液还原法在80℃合成Cu纳米线,再利用液相还原法在低温水溶液中将Au负载于其表面,最后通过暴露的Cu纳米线与Pt前驱体盐发生Galvanic置换反应,将Pt负载在Au−Cu纳米线表面,构成Pt−Au−Cu三元核壳结构纳米线.根据对样品形貌、结构的表征和分析,探讨了Pt−Au−Cu纳米线的合成机理.结果表明:合成纳米线物相组成为单质Cu,平均直径约为83 nm;负载Au后的Au−Cu纳米线平均直径约为90 nm,表面附着的小颗粒为单质Au颗粒,构成了核壳结构;负载Pt后得到Pt−Au−Cu三元核壳结构纳米线,平均直径约为120 nm.Cu纳米线表面Au颗粒的形成依赖于异相形核与长大机制,并遵循先层状后岛状生长的混合生长模式.负载Pt过程中存在Pt、Cu互扩散,使得最终纳米线表面多为Pt颗粒而整体则形成CuPt合金相.

利用超重力分离铝熔体中的夹杂颗粒

利用Al-17%Si-4.5%Cu熔体中密度较小的初生硅颗粒模拟金属熔体内部的夹杂物,并采用超重力场分离熔体中的夹杂颗粒,研究了不同重力系数条件下,金属熔体中夹杂物的分离规律.实验结果表明：经过超重力处理后,初生硅颗粒在试样上部区域发生明显的偏聚现象,试样内部出现无初生硅颗粒区域,且随着重力系数的增加,无初生硅颗粒的区域面积逐渐增大,说明重力系数越大,硅颗粒在试样上部区域的聚集程度越好.随着重力系数的增大,试样的净化效率逐渐升高,当重力系数（G）为500时,试样的净化率达到了84.98%.利用DPM离散相模型对超重力场下熔体内部硅颗粒的具体受力情况进行分析,并模拟研究铝熔体内部硅颗粒在不同重力场中的分离行为.数值模拟结果证明了夹杂颗粒在沿着超重力方向上的运动行为近似符合Stokes运动定律.这表明超重力场可以有效分离金属熔体中的夹杂物.

Development of Laser-HVEM and Its Application on In-situ Observation on Lattice Defects Behavior

A nanosecond pulse laser source head(Nd:YAG laser,Inlite Ⅱ-20,Continuum)was equipped to a high-voltage electron microscope(HVEM,Hitachi,H-1300)to develop a laser-HVEM system at Hokkaido University.Using the laser-HVEM,new methods for in-situ observation on the formation process of laser-induced lattice point defects at the internal of crystalline solid are achieved;some striking phenomena and potential mechanisms are explored.In the present paper,we review our progresses on in-situ experiments of lattice defects behavior in metal using the laser-HVEM.These progresses are expected to provide insight for a broader application of laser-HVEM in scientific research.