放电等离子体烧结工艺制备W-10Ta合金的力学性能和晶粒长大动力学研究

试验采用放电等离子体烧结(SPS)工艺,在烧结温度1600~1900℃、保温0~15 min下制备了W-10Ta合金,分析了材料的组织、性能及晶粒长大动力学。结果表明:钨和钽在烧结过程中形成了单相W-Ta固溶体,且随着烧结温度和保温时间的增加,W-10Ta合金的衍射角向低角度偏移。W-10Ta合金的断裂方式为穿晶断裂和沿晶断裂组合而成的脆性断裂。随着烧结温度和保温时间的增加,W-10Ta合金的致密度和剪切强度增加。在低温(1600~1700℃)下,W-10Ta合金的晶粒尺寸变化不大,在高温(1800~1900℃)下,W-10Ta合金的晶粒明显长大。此外,W-10Ta合金的晶粒长大系数为n=2,晶粒长大主要以晶界扩散为主。在保温时间5 min、10 min、15 min下,W-10Ta合金晶粒生长的活化能分别为359.26 kJ/mol,378.65 kJ/mol和373.76 kJ/mol。

Sol-gel法制备锐钛矿纳米TiO_2及晶粒长大动力学

讨论了由Ti(OBu) 4经Sol- gel制备的凝胶经 80℃、6 0 0Pa、6h真空干燥处理后 ,经 75 0℃以下的不同温度处理晶化 ,晶体为纳米锐钛矿型TiO2 ,在 5 5 0℃以下 ,晶化的活化能E1=9.6 5 2KJ/mol,在 5 5 0℃以上晶化的活化能E2 =2 8 90 6KJ/mol.

金属晶粒长大动力学的蒙特卡洛模拟

基于Potts模型建立了的三维多晶模型和含有第二相颗粒的三维多晶模型,用蒙特卡洛方法模拟了两种组织晶粒长大的演化过程。通过可视化数据分析,比较了两种组织演化的不同,统计了晶粒长大动力学和晶粒尺寸分布等,为细观力学和显微组织演化研究奠定了基础。

基于SPPARKS的三维晶粒长大动力学蒙特卡罗模拟

为了对晶粒长大动力学理论方程进行验证,采用SPPARKS和动力学蒙特卡罗算法对于大尺度三维多晶组织的演变进行了模拟,研究了模型温度对晶粒长大过程中多晶组织演变的影响,对于晶粒长大过程中晶粒尺寸的变化以及尺寸分布情况进行了统计分析,并讨论了模型尺寸的影响。结果表明晶粒长大动力学关系符合抛物线规律,尺寸分布采用Weibull函数进行描述更精确,模型尺寸越大,获得的晶粒长大动力学和尺寸分布就越精确。

Ti-6Cr-5V-5Mo-4Al-1Nb合金的晶粒长大动力学

以新型亚稳β钛合金Ti-6Cr-5V-5Mo-4Al-1Nb为研究对象,对其晶粒长大动力学进行研究。用Beck方程描述了晶粒的长大过程,用Arrhenius方程计算了晶粒长大激活能,对晶粒尺寸的均匀性(ω值)随固溶温度与时间的变化规律进行了总结并进行相关机制分析,得到了合金适宜的固溶温度区间。研究表明:Ti-6Cr-5V-5Mo-4Al-1Nb合金在890℃以下固溶时,晶粒的尺寸稳定性较好;而在890℃以上热处理,晶粒急剧粗化,故该合金适宜的固溶温度在890℃以下。且随着固溶时间的延长,晶粒的长大速度减缓。固溶后ω值随时间的延长先降低又逐渐升高,而且温度越高达到ω最小值的时间越短,晶粒尺寸的均匀性越差。合金的生长指数(n值)随温度升高而增大,范围在0.22~0.39之间,均小于纯钛在相变点上保温时的生长指数,这是由于该材料合金化程度高,大量的溶质原子形成的杂质气团会对晶界的迁移产生阻碍作用。晶粒长大激活能随着保温时间的延长而增加,其值在46.2~100.6 kJ·mol^(-1)之间。

基于元胞自动机的三维晶粒长大动力学研究

基于热力学转换机制和能量跃迁原理,采用Metropolis算法改进的元胞自动机模型,对AZ31镁合金三维晶粒长大过程进行仿真研究,并对其晶粒尺寸与晶粒长大动力学进行统计分析。仿真结果表明:采用改进转变规则后的元胞自动机模型更加接近于实际三维晶粒的正常长大过程。在模拟过程中,系统总自由能降低,不同时刻晶粒尺寸均呈现正态分布。晶粒直径与平均晶粒直径的比值R/Rm≈1.0的晶粒分布最多,满足晶粒演变最小能量准则。分析晶粒长大动力学可知,三维晶粒长大遵循晶粒演变过程中平均晶粒尺寸随时间变化的关系,晶粒长大指数为0.47941,非常接近于理论值0.5。通过实验对AZ31镁合金保温过程中晶粒尺寸变化规律进行研究,验证了建立的三维元胞自动机模型的可靠性与准确性。

短时加热条件下TC4合金β相长大动力学研究

通过Image-pro plus图像分析软件定量分析不同热处理温度和时间下的TC4合金β相含量和尺寸,获得了晶粒生长时间指数n和长大激活能Q。结果表明:随着加热温度和时间的增加,晶粒尺寸增大;β相生长时间指数n随温度的升高先增大后减小,长大激活能Q为95.28 kJ/mol。

薄层铜包钢线钢芯的再结晶晶粒长大规律研究

采用金相分析法研究了薄层铜包钢线钢芯在不同退火温度及保温时间下再结晶及晶粒长大的规律,并在此基础上,对其晶粒生长动力学方程进行了数学回归分析。结果表明:随铜包钢退火温度升高,薄层铜包钢线钢芯组织经历回复-再结晶-晶粒长大的过程,即晶粒尺寸在这一过程中均呈现增加的趋势;晶粒长大动力学方程符合Beck方程,基于Beck方程以及普遍适用性的长大动力学方程进行数值回归分析,计算出再结晶晶粒长大激活能为42.66k J/mol。

TC4-DT钛合金两种不同预处理状态下的β晶粒等温长大动力学(英文)

研究了具有初始等轴组织的TC4-DT钛合金在变形和未变形的状态下在β单相区等温加热时的晶粒长大动力学。变形在两相区进行,变形程度为60%,变形后空冷。加热温度分别选取相变点以上10、20、30℃,保温时分别为2、5、10、30、60、120 min。利用金相分析软件对晶粒尺寸进行了定量测定并分析获得了两种条件下的晶粒生长的时间指数和激活能。未变形试样的晶粒生长的时间指数和激活的变化范围分别是0.34~0.35和86.8~130 kJ·mol-1,在变形条件下变为0.36~0.39和76.6~110 kJ·mol-1。研究结果表明在相同的加热条件下,变形试样具有较高的晶粒生长指数和较低的生长激活能。这是因为晶粒生长时间指数随温度的变化和生长激活能随时间的变化与固溶原子的扩散和晶界的迁移的交互作用有关,而变形可以促进原子的扩散和晶界的迁移。另外还研究了在不同的加热温度、时间以及变形条件下晶粒尺寸的均匀度的变化情况,这种变化是β相的形核速率和生长速率在上述因素的影响下共同作用的结果。

固溶处理对GH4169合金组织与性能的影响

研究了热处理温度和保温时间对GH4169合金晶粒长大规律和硬度的影响。结果表明,δ相对晶粒长大有显著阻碍作用,在低于δ相完全溶解温度热处理时,未溶解的δ相使晶粒长大缓慢;在高于δ相完全溶解温度热处理时,合金为单相奥氏体组织,晶粒随温度的升高迅速长大。晶粒长大动力学表明:在热处理温度高于1050℃时的晶粒长大激活能为157.6kJ/mol,晶粒长大机理为Ni基合金的晶界扩散过程所控制.同时也建立了相应的晶粒长大动力学方程。