典型晶格结构FCC/BCC钢的剧烈塑性变形研究现状

晶格结构(体心立方BCC、面心立方FCC及其复合形式)类型对金属材料剧烈塑性变形过程中的晶粒细化机制产生重要影响.本文以不同晶格结构的钢铁材料为对象,重点阐述和总结了不同晶格结构类型及其变形模式差异对剧烈塑性变形过程中晶粒细化理论、组织形貌和力学性能的影响规律,其结果有望为探索剧烈塑性变形工艺过程中的组织细化理论提供一个新途径.

Al、Ti、V和Cr促进高熵合金BCC相形成能力的研究

定量研究了Al、Ti、V和Cr促进CoFeMnNi基高熵合金形成BCC相的添加量,结合元素周期表分析了相关规律。使用真空熔炼炉炼制了CoFeMnNi基高熵合金,使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计分析了合金的组织结构和硬度。结果表明,CoFeMnNi合金为单一FCC相结构,Al、Ti、V和Cr四种元素单独添加到合金中出现BCC相的添加量分别是0.6、0.6、1和2 mol;促进BCC相形成能力的顺序是Al>Ti>V>Cr;对于元素周期表第4周期的过渡族元素,序号小于25的元素是BCC形成元素,序号越小越有利于在高熵合金中形成BCC相。当合金有BCC相形成时,合金的硬度升高;随BCC相的增加,硬度增加,合金脆性变大。合金含钛2 mol后,合金抗腐蚀能力提升明显,即使在王水腐蚀120 s仍然没有明显的腐蚀痕迹。

板条状FCC/ BCC相界结构和长大机制

魏氏铁素体、上贝氏体和板条马氏体均是过冷奥氏体板条状相变产物，它们的ＦＣＣ／ＢＣＣ相界都接近（１１１）ｆ密排面。本文用高分辨电镜在原子尺度上观察证实了板条马氏体相界台阶—位错结构，结合相变晶体学改进了板条马氏体和魏氏铁素体相界结构模型，这两个模型代表了（１１１）ｆ／（０１１）ｂ原子界面外延匹配可能的位错配置类型，同它们各自的长大动力学相容。贝氏体不可能有上述二者之外的相界结构，应通过试验确定，它属于上述两种模型中哪一种。文中研究表明，结合相变晶体学精确地实验和分析贝氏体相界结构。

Fe_(52)T_2(T=Cr,Mn,Co,Ni)合金bcc与fcc相结构的第一性原理研究

运用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究稀释掺杂的Fe_(52)T_2(T=Cr, Mn, Co, Ni)合金铁磁bcc相和反铁磁fcc相结构的晶格参数、磁性和两相的相对稳定性。结果表明:晶格参数和体模量随掺杂元素d壳层电子个数的变化关系不能用简单的d能带填充图像解释,说明FeT合金中存在较强的磁-结构耦合效应。FeT合金的铁磁bcc相比反铁磁fcc相稳定。反铁磁相呈四方结构,晶格常数c/a比值约为1.07,此相结构可能是一个亚稳态。晶格结构的变化引起电子的重新分布,导致不同磁结构和局域原子磁矩。

Al、Ni对AlCoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金组织结构的影响

研究了偏析元素Al、Ni的含量对Al Co Cr Fe Ni Ti0.5高熵合金组织结构的影响。采用XRD和SEM对该合金的组织进行了检测,分析了混合熵、混合焓、原子半径差、平均价电子浓度变化与组织结构变化的影响规律。结果表明:Al元素含量减小,合金中析出了FCC相,且合金组织形貌影受响明显;Ni元素含量减小,合金中BCC相衍射峰的强度增大;Al、Ni元素含量同时降低,合金中析出了σ相等金属间化合物相,且合金硬度增大。

真空熔炼Al_(x)Ni_(x)Ti_(x)CoCrCu_(0.5)FeMo双相高熵合金的研究

使用真空熔炼炉炼制了Al_(x)Ni_(x)Ti_(x)CoCrCu_(0.5)FeMo(x=10~13)高熵合金,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计分析了合金的组织结构和硬度。结果表明,随着x值的增加,合金由双FCC相逐渐过渡到FCC相+BCC相,再转向FCC+BCC+σ相,最后为BCC相+σ相。x=10和11时,合金具有明显的树枝状晶;而x=12时,FCC相不连续;而x=13时,σ相为网状结构。合金的硬度随x的增大,先减小,再增大。Al_(10)Ni_(10)Ti_(10)CoCrCu0.5FeMo的硬度最大,为790 HV。Al对BCC的促进作用比Ni对FCC的促进作用强。随着Al、Ni和Ti添加量的增加,BCC相含量越多,FCC相的晶格常数减小,并且随着σ相的析出,BCC相的晶格常数变化不大。Al、Ni和Ti的增加促进了σ相析出。σ相对合金硬度有促进作用。

煤层气勘探与开发中的参数分析

煤层气作为一种优质洁净能源，其勘探与开发在中国正紧罗密鼓地进行。对影响煤层气富集和运移的主要储层参数进行分析，充分利用有利的储层条件，减轻不利储层条件的影响。

立方晶格晶面间距的计算

为了纠正补充教材和文献中有关立方晶格晶面间距的计算方法,对已有晶面间距的计算方法进行深入地总结与讨论,并给出一种利用密度比来计算晶面间距的方法,最后利用这些方法分别计算了面心立方晶格和体心立方晶格的晶面间距,不同方法的计算结果完全一致,从而验证了这些计算方法的正确性.

SiC添加量对CoCrFeNi高熵合金涂层组织与性能的影响

通过RFL-C1000光纤激光器在45钢表面制备不同SiC添加量(0%、5%、10%、15%)的CoCrFeNi高熵合金涂层,采用OM、XRD、SEM和EDS分析涂层的宏观形貌、微观组织以及摩擦磨损形貌,并利用显微硬度计和摩擦磨损测试仪测量涂层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明,SiC添加量为0%、5%、10%和15%涂层在第一道均略有突出,之后涂层的厚度较为平整。0%SiC涂层组织为单一FCC相,5%SiC涂层组织包含FCC树枝晶和富含C和Cr的枝晶间组织,10%SiC涂层包含FCC基体和(Cr,Fe)_(7)C_(3),15%SiC涂层中包含BCC基体和条状或颗粒状的(Cr,Fe)_(7)C_(3)。随着SiC添加量的增大,高熵合金涂层的显微硬度和摩擦磨损性能逐步升高。当SiC添加量为15%时,高熵合金涂层的性能最优,平均显微硬度为1329.56 HV0.3,磨损量仅为0.8 mg。

增材制造钛合金微桁架夹芯板低速冲击响应

增材制造技术能够制造复杂点阵结构。相比于传统的加工工艺,可以一次成型,克服了低速冲击下传统工艺芯层与面层在连接点处易发生脱粘的问题。利用低速落锤试验装置对增材制造面心立方(FCC)夹芯板和体心立方(BCC)夹芯板进行了低速冲击试验,获得了两种微桁架点阵夹芯板的破坏模式和冲击响应曲线。低速冲击下,微桁架夹芯板上面层在冲击部位产生局部凹坑,并出现裂纹,其余部位没有大变形。试验结果表明在相同能量冲击下,BCC夹芯板的凹坑深度要小于FCC夹芯板,BCC夹芯板的抗冲击性能要优于FCC夹芯板;建立有限元模型,较好地表征了低速冲击过程中微桁架结构的损伤。发现在低速冲击过程中,对于两种微桁架点阵夹芯板,冲击能量主要由上面层和芯层吸收;冲击能量改变,夹芯板各部分吸能百分比变化较小。BCC夹芯板和FCC夹芯板结构稳定,整体性好;低速冲击下,FCC夹芯板最先发生破坏的部位是上面层与芯层连接处;而BCC夹芯板最先发生破坏的部位是中间竖直桁架。