高強度低合金鋼常添加少量的微合金元素,通過第二相顆粒的析出強化和晶粒細化以獲得優(yōu)異的強韌性。近年來,微合金鋼中NbC、TiC等碳化物的析出及其細化晶粒行為已被廣泛研究。然而,當前實驗研究多側重于宏觀或介觀尺度,而在微觀原子/電子尺度上對碳化物析出行為的研究鮮有報道。第二相與鋼基體界面上原子之間的相互作用是導致第二相析出及其強化的基礎,而合金元素、Fe和C原子的大小、電子結構以及各元素空間點陣的差異是導致界面變化的根源,因而這些問題的研究對鋼中碳化物的析出及其細化晶粒具有重要的意義。本文基于第一性原理計算結合實驗的方法,首先研究了 Fe在碳氮化物析出相表面的吸附行為,以此闡明了 Fe在第二相顆粒表面異質形核初期的微觀本質;通過分析NbC/TiN、NbC/TiC界面的性質,揭示了 NbC在TiN和TiC顆粒上異質形核機理。其次,研究了界面上不同的合金元素對鐵素體在TiC和NbC析出相上異質形核潛力的影響。最后通過密度泛函理論模擬結合等溫析出實驗方法揭示了 Mo對鐵素體中NbC析出和微觀組織的影響,為實驗上進一步改善碳化物的析出及其細化晶粒提供理論依據(jù)。得出的主要研究結果如下:（1）構建了 ... 

【文章來源】：上海大學上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２鐵素體中ＴｉＣ和（Ｔｉ，Ｍｏ）Ｃ的臨界形核尺寸（ａ）和相應的形核速率（ｂ）??

蟛??饗緣匾種譜饔謾Ｎ饈ソ艿齲郟玻擔熱宋?危猓崳?溶質通過拖曳作用阻礙晶界運動，減小了晶界遷移率，并且發(fā)現(xiàn)低碳鋼的再結晶??激活能與Ｎｂ質量分數(shù)的０．５次方成正比，如圖１．３所示。Ｚａｒｇａｒａｎ等［２６］在Ｆｅ－??８Ａｌ－５Ｍｎ合金中加入一定量的Ｎｂ后會促進ＮｂＣ和Ｋ－ｃａｒｂｉｄｅ的形成，它們都能??抑制熱軋過程的再結晶，但Ｋ－ｃａｒｂｉｄｅ還能夠在接下來的冷乳和退火過程促進再??結晶，因此Ｆｅ－８Ａｌ－５Ｍｎ－０．ｌＮｂ－０．ｌＣ合金具有更細的晶粒組織和更好的機械性能，??如圖１．４所示。??心１１｜???§?２５０＝?１９６＋３５９??Ｉ２０１，??４?．??１５０－??１００１＿，＿．＿．＿．＿，＿．＿，＿．＿

ＭＣ型碳化物的析出，雖然ＭｏＣ在奧氏體中具有較高的溶解度，但是在碳化物??剛開始析出時Ｍｏ容易分布在ＴｉＣ顆粒的外層因而也能夠抑制碳化物的長大??（如圖１．５所示），因此（Ｔｉ，Ｍｏ）Ｃ能夠有效地阻止奧氏體回復再結晶，從而有利??于維持高溫下的變形結構。??＿圓畫鼸：??ｇｒｏｗｔｈ?ｓｔａｇｅ?ｓｌｏｗ?ｃｏａｒｓｅｎｉｎｇ?ｓｔａｇｅ?ｆａｓｔ?ｃｏａｒｓｅｎｉｎｇ?ｓｔａｇｅ??圖１．５奧氏體中析出的（Ｔｉ，Ｍｏ）Ｃ顆粒的形貌演變原理圖??Ｆｉｇ．?１．５．?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?（Ｔｉ，?Ｍｏ）?Ｃ?ｐａｒｔｉｃｌｅ??ｆｏｍｉｅｄ?ｉｎ?ｔｈｅ?ａｕｓｔｅｎｉｔｅ?ｍａｔｒｉｘ??７??


本文編號：2998799