金属间化合物felt2gtb的韧化及机理研究

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1、河北工业大学硕士学位论文金属间化合物Fe2B的韧化及机理研究摘要金属间化合物Fe2B具有良好的耐熔锌腐蚀性能，但其硬脆性是导致整个材料表现为脆性断裂的根源。本文首先利用固体与分子经验电子理论及平均原子模型的方法，计算了(Fe1-xCrx)2B的价电子结构，然后分别对试样Fe-8.8B-XCr(Mn、La)进行力学性能检测。经研究发现Cr、Mn和La对试样的组织形貌和Fe2B的硬度影响不大，试样由Fe2B和铁素体(含少量C、Si等杂质的α)两相组成，Fe2B硬度值都接近于1100HV0.1，试样(Fe,Cr)2B的抗弯强度可以由203MPa增大到387MPa，Cr、

2、Mn和La不同程度的提高了Fe2B的断裂韧性，1/2以Cr的作用最为显著，试样(Fe,Cr)2B中Fe2B的KIc值可以由28.61MPam提高为65.85M1/2Pam。Cr置换固溶Fe原子后，B-B键的键能可以由5.6574kJ/mol增大到79.0047kJ/mol，Fe2B中弱键键能的显著增强使得其内部的固有裂纹明显减少，通过分析断裂面的晶体学取向，发现试样Fe-8.8B倾向于沿{110}晶面族进行解理，而Fe-8.8B中添加Cr后，试样沿着(110)面发生断裂需要破坏的键能由203.9828kJ/mol增大为342.0531kJ/mol，增大了断裂所需要

3、的能量，也起到了韧化Fe2B的目的。关键词：Fe2B，金属间化合物，耐熔锌腐蚀材料，断裂韧性i金属间化合物Fe2B的韧化及机理研究RESEARCHONTOUGHNESSANDMECHANIMOFINTERMETALLICCOMPOUNDFe2BABSTRACTFe2Bisatypicalkindofintermetalliccompoundswiththebestbehavioroncorrosionresistancetomoltenzincandeigen-brittleness．ThisrestrictstheindustryapplicationforFe

4、2Bonhightemperaturestructurematerials．SoitisrequiredtoputupstudiesonimprovingtoughnessofFe2B．Inthispaper，thevalenceelectronstructureof(Fe1-xCrx)2Bhasbeencalculatedonbasisofsolidandmolecule’sempiricalelectrontheoryandaverageatommodel．ThentestsonFe-8.8B-XCr(MnorLa)sampleswereputintoeffe

5、ctforitsmechanicalproperties．Theresultsshowthat，there’slittleeffectsonthestructureofsamplesormicrohardnessofFe2BincludingCrorMnorLa．There’realsoFe2Bandα(includinglittleCorSi)andmicrohardnessisproximity1100HV0.1．Thebendingstrengthof(Fe,Cr)2Bcanberaisedfrom203MPato387MPa．There’reincreas

6、ingeffectsonthefracturetoughnessofsamples,especially1/21/2forCr，KIccanbeincreasedfrom28.61MPamto65.85MPam．Aftercalculation，itwasfoundthattheB-Bbondenergyincreasedfrom5.6574kJ/molto79.0047kJ/molobviously，whichcanlessenoccurrenceofinitialcracks．Itwasfoundthatthecrystallographicorientati

7、onoffractureplaneinFe-8.8Bis{110}．ForsamplesincludingCr，itneeds342.0531kJ/moltocrackalong(110)，whichisgreaterthanFe2B．KEYWORDS：Fe2B，intermetalliccompounds，materialswithcorrosionresistancetomoltenzinc，fracturetoughnessii原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究

8、成果不包含