T91鋼作為新一代核反應堆備選結構材料,具有良好的抗輻照蠕變與硬化能力,展現(xiàn)了廣闊的應用前景,本課題旨在制備一種同時具有高強度、高熱穩(wěn)定性的新型超細晶T91合金。本文通過添加合金元素X(Hf、La、Zr、Y)從動力學(Zenner釘扎)和熱力學(X溶質原子晶界偏析降低晶界能)穩(wěn)定化兩方面共同抑制晶粒長大。采用機械合金化和高溫高壓燒結技術(4 GPa/1100℃/30 min)成功制備了一系列超細晶T91-1at.%X合金,通過前期熱穩(wěn)定性及力學性能對比篩選出具有最優(yōu)性能組合的T91-1at.%Hf合金。作為基礎性研究,本課題主要研究了T91-1at.%Hf合金熱穩(wěn)定性和力學性能隨退火溫度及時間的變化情況,對Hf元素的熱穩(wěn)定機理進行了探索分析,并對其高溫圧縮性能進行了初步研究。T91-1at.%Hf合金高壓制備態(tài)樣品晶粒尺寸為160 nm,比T91合金減小了800 nm,硬度與壓縮屈服強度分別為722 HV和2449 MPa,晶粒在600℃退火后開始發(fā)生微小長大,1000℃退火后為174 nm,并保持692 HV和2161 MPa的高硬度和高強度;T91-1at.%Hf合金在800℃50...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 T91 鋼國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 納米晶/超細晶金屬材料的制備方法
        1.3.1 大塑性變形法
        1.3.2 粉末冶金法
    1.4 納米晶/超細晶金屬材料的穩(wěn)定化機制
        1.4.1 動力學穩(wěn)定機制
        1.4.2 熱力學穩(wěn)定機制
    1.5 本文主要研究內容
第2章 實驗過程及研究方法
    2.1 實驗原料及設備
        2.1.1 實驗原料介紹
        2.1.2 實驗設備介紹
    2.2 主要實驗流程
        2.2.1 機械合金化制粉
        2.2.2 高溫高壓粉末燒結
        2.2.3 退火實驗
    2.3 微觀結構表征方法
        2.3.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡分析(SEM)
        2.3.3 透射電子顯微鏡分析(TEM)
    2.4 力學性能測試
        2.4.1 維氏硬度測試
        2.4.2 壓縮性能測試
        2.4.3 高溫壓縮性能測試
第3章 摻雜元素對T91 合金熱穩(wěn)定性及力學性能影響
    3.1 前言
    3.2 合金元素對T91 合金結構穩(wěn)定性的影響
        3.2.1 XRD結果分析
        3.2.2 TEM結果分析
    3.3 退火溫度對維氏硬度的影響
    3.4 退火溫度對壓縮性能的影響
    3.5 本章小結
第4章 T91-1at.%Hf合金熱穩(wěn)定性及機理與力學性能研究
    4.1 前言
    4.2 T91-1at.%Hf合金熱穩(wěn)定性研究
        4.2.1 不同溫度退火的XRD分析結果
        4.2.2 不同溫度退火的TEM分析結果
        4.2.3 不同時間退火的XRD分析結果
        4.2.4 不同時間退火的TEM分析結果
        4.2.5 T91-1at.%Hf合金熱穩(wěn)定性機理分析
    4.3 T91-1at.%Hf合金的力學性能分析
        4.3.1 不同退火溫度下的維氏硬度分析
        4.3.2 不同退火溫度下的壓縮性能分析
        4.3.3 不同退火時間下的維氏硬度分析
        4.3.4 不同退火時間下的壓縮性能分析
        4.3.5 高溫圧縮性能分析
    4.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝



本文編號：3843222