fe-v-x(x：nb，ti)系相平衡的实验测定及微合金钢热力学数据库的建立与应用

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1、厦门大学硕士学位论文Fe-V-X（X：Nb，Ti）系相平衡的实验测定及微合金钢热力学数据库的建立与应用姓名：刘长江申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：刘兴军20090701摘要低碳钢微合金化技术是20世纪70年代金属材料学科的新型研究领域，也是提高材料性能的重要技术之一。Fe．V-X(X：Nb，Ti)合金系是微合金钢开发中重要的子体系，同时也是有前途的金属储氢材料体系。Fe．V-X(X：Nb，Ti)合金相图的研究是Fe．V-Nb和Fe—V二Ti合金设计及各种性能研究的基础。本研究对Fe．V-XⅨ：Nb，Ti)系

2、相平衡进行了深入研究，初步建立了Fe．V-Nb．Ti—C-N六组元的微合金钢热力学数据库，并探讨了该热力学数据库的应用。本研究主要完成的工作如下：(1)首次实验测定了Fe．V．Nb三元系在1000℃、1100℃、1200℃和1300℃下的全成分范围等温截面相图。(2)基于文献报道的Fe．V、Fe．Nb和Nb—V三个子二元系的优化结果，利用CALPHAD技术，在本研究实验结果的基础上，对Fe．V-Nb三元系的相平衡进行了热力学优化与计算。(3)实验测定了Fe．V．Ti三元系在800℃、1000℃、1050℃、1100℃、12

3、00℃和1300℃下的全成分范围等温截面相图，基于XRD结果确定了新三元化合物巾相的成分为Fe3Ti6Vl，属六方晶系，MgZn2结构。(4)利用CALPHAD技术，结合文献报道的Fe．V、Fe．Ti和Ti-V二元系的优化结果，在本研究实验结果的基础上，选择和建立了合理的热力学模型，对Fe．V．Ti三元系的相平衡进行了热力学优化与计算。(5)基于本研究的研究成果和文献报道的其他二元系和三元系热力学信息，初步建立了Fe．V-Nb．Ti．C-N六元系相图的热力学数据库，并探讨了该热力学数据库的应用。利用该数据库计算了微合金钢的

4、纵断面相图及不同成分微合金钢平衡凝固时相分数与温度的关系图，从相平衡角度阐明了在微合金钢中铌可以部分替代钒，且添加0．01吼．％Nb的作用约与O．02～0．05、Ⅳt．％V的作用相当。关键词：微合金化CALPHAD相图Fe．Nb．Ti—V—C-N合金热力学数据库AbstractMicro．alloyingtechnologyoflow．．carbonsteelisanewfieldofthemetallicmaterialsinthe1970s，andisalsoanimportantmethodtoimprovethem

5、aterialpropelties．Fe．V-X(X：Nb，Ti)alloysystemistheimportantsub-systemtodevelopthemicroalloyedsteel，andisalsothepromisinghydrogenstoragematerialsystem．ThestudyofthephasediagramsoftheFe—V-X(X：Nb，Ti)systemisthebasisofalloydesignandinvestigationperformanceinthesesystem

6、s．Inthepresentwork，thestudiesofphaseequilibriaintheFe—V-X(X：Nb，Ti)systemwereexperimentallycarriedout．ThethermodynamicdatabaseofmicroalloyedsteelsystemwasinitiallydevelopedundertheframeworkoftheCALPHAD，anditsapplicationswerediscussed．Majorresearchresultsfilelisteda

7、sfollows：(1)Thisworkistofirstlyexperimentallydeterminefourisothermalsectionsat1000℃，1100℃，1200℃and1300℃intheFe—V-Nbtemalysystem．(2)Basedonthereportsofthethermody7namicassessmentsoftheFe-VFe。NbandNb．Vsub．binarysystemsinternaryFe-V-Nbsystem，thethermodynamicoptimizat

8、ionWascarriedoutbycombiningtheCALPHADmethodwiththeexperimentalresultsinthisstudy．Calculatedresultsaleingoodagreementwiththeexperimentaldata．(3)Sixisothe