微量元素晶界偏聚特性的研究

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1、钢铁研究总院硕士学位论文摘要溶质晶界偏聚是引起材料性能变化的一个重要原因，晶界偏聚分为平衡偏聚和非平衡偏聚两种。McLean等建立的平衡偏聚理论以及Xu等建立的非平衡偏聚理论构成了研究晶界偏聚的完整理论体系。本文基于已建立的非平衡晶界偏聚理论，并根据GH4169合金中溶质晶界偏聚研究的现状，开展了以下三方面的研究工作：1．对非平衡晶界偏聚的临界时间现象进行了研究。临界时间现象是非平衡晶界偏聚区别于平衡晶界偏聚的最基本特征。它的发现和提出是非平衡偏聚理论的重要进展。基于非平衡晶界偏聚理论的研究现状，对临界时间现象的发生机理、实验证

2、实以及在材料脆性预报中的重要应用进行了分析，并指出了临界时间现象在非平衡晶界偏聚理论中的核心地位。2．确认了NiCrMoV钢中Ni和Sn的晶界共偏聚特征。基于非平衡晶界共偏聚模型，分析了NiCrMoV钢中Ni和Sn的相互作用规律，确认了Ni．Sn的晶界共偏聚特征；并计算模拟了不同相互作用系数下Sn的偏聚动力学引起的Ni的偏聚动力学，进而确认了该合金体系中Ni．Sn的近似相互作用系数。3．实验证实了P、B、S三种元素在改型GH4169合金中的晶界偏聚特征。采用俄歇电子能谱仪(AES)测量了不同固溶温度、相同时效温度热处理后改型GH

3、4169合金中P、B、S的品界浓度，通过分析两种不同热处理制度下三种元素的晶界浓度的差别，确认了P、B、S--k,微量元素在改型GH4169合金中的晶界偏聚特征。关键词：晶界；偏聚：共偏聚；高温合金钢铁研究总院硕十学位论文ABSTRACTGrain-boundarysegregationofsoluteorimpurityatomsisanimportantaspecttoresultinmaterialspropertieschange．Thetheoryofmicrosegregationtograinboundarycal

4、lbedividedintotwoforms：equilibriumandnon-equilibrium．Thetheoryofequilibriumgrainboundarysegregation(EGS)foundedbyMcLeanetalandthatofnon．equilibriumgrainboundarysegregation(NGS)foundedbyXuetalconstituteacompletetheoreticalsystemforgrainboundarysegregationresearch．011t

5、hebasisofNGStheoryandthedevelopmentofsolutegrainboundarysegregationinGH4169superalloys，threeaspectsofresearcharecarriedoutinpresentdissertation．1．ThephenomenonofcriticaltimeinNGSisinvestigated．ThecriticaltimephenomenonisthebasiccharacteristicofNGS．OnthebasisofNGStheo

6、ry,themechanism，experimentalverificationandapplicationinembrittlingforecastforcriticaltimephenomenonareinvestigated．AnditispointedoutthatthecriticaltimephenomenonisthecoreofNGStheory．2．Thecharacteristicofgrain—boundarycosegregationofNiandSnisconfirmedfirstly．Themecha

7、nismofNiandSngrainboundarycosegregationinNiCrMoVsteelareanalyzedbasedonthenon—equilibriumgrainboundarycosegregation(NGCS)modelproposedbyXuandthecharacteristicofgrainboundarycosegregationofNiandSninNiCrMoVsteelisconfirmed．AndthegrainboundarysegregationkineticsofNicaus

8、edbythatofSnisalsosimulatedintermsofdifferentNi．Sninteractioncoefficient．3．ThecharacteristicofP，BandSgrainboundarysegregationinmodi