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Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金晶界偏聚与腐蚀机制研究

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稀有金属材料与工程 2009年第9期38卷 1598-1601页

作者：刘贵立方戈亮沈阳工业大学辽宁沈阳110023 沈阳师范大学辽宁沈阳110034

采用自编软件建立Al-Zn-Mg-Cu合金中α-Al、η(MgZn2)相及晶界含η相的α-Al大角度晶界原子集团模型。用递归法计算合金中Zn、Mg、Cu的环境敏感镶嵌能、原子相互作用能,α-Al和η相结合能、费米能级等电子参数。并依据电子参数分析合金... 详细信息

采用自编软件建立Al-Zn-Mg-Cu合金中α-Al、η(MgZn2)相及晶界含η相的α-Al大角度晶界原子集团模型。用递归法计算合金中Zn、Mg、Cu的环境敏感镶嵌能、原子相互作用能,α-Al和η相结合能、费米能级等电子参数。并依据电子参数分析合金的腐蚀特性。结果显示:合金元素Mg、Cu容易在晶界偏析,Mg、Zn形成η相原子集团。因Mg在晶界偏析,晶界析出的η相较为粗大,晶内形成的η相比较细小。计算还表明:η相的费米能级最高,在腐蚀过程中作为阳极优先溶解。合金元素Zn具有增大晶界、晶内电位差的作用,降低合金的抗腐蚀性。Cu能减小晶界与晶内费米能级差,降低晶界与晶内的电位差,具有减缓合金腐蚀的作用。

关键词：电子结构晶界偏聚腐蚀超高强铝合金

ZA27合金中稀土及铁的晶界偏聚与交互作用

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物理学报 2004年第10期53卷 3482-3486页

作者：刘贵立李荣德沈阳工业大学材料学院沈阳110023

根据分子动力学理论建立了液态ZA2 7合金的原子集团 ,结合计算机编程构造出ZA2 7合金α相与液相共存时的原子构形及α相大角度重位点阵晶界模型 .利用递归法计算了铁、稀土元素固溶于晶粒内 ,游离于固液相界面及其在α相晶界处的环境敏... 详细信息

根据分子动力学理论建立了液态ZA2 7合金的原子集团 ,结合计算机编程构造出ZA2 7合金α相与液相共存时的原子构形及α相大角度重位点阵晶界模型 .利用递归法计算了铁、稀土元素固溶于晶粒内 ,游离于固液相界面及其在α相晶界处的环境敏感镶嵌能 ,计算了铁、稀土元素与Al的键级积分 .由此得出 :铁、稀土处于固液相界区比在晶内更稳定 ,解释了铁、稀土在α相内溶解度很小 ,结晶时富集于固液相界前沿液体中 ,从而导致凝固结束后铁、稀土元素偏聚于晶界。

关键词： ZA27合金 α相晶界偏聚固溶稀土元素凝固晶粒原子子集液相

不同温度时效Ni-20Cr-18W-1Mo合金晶界偏聚及力学性能研究（英文）

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稀有金属材料与工程 2016年第12期45卷 3043-3049页

作者：韩寅奔薛祥义张铁邦胡锐李金山西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072

采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、电子探针（EPMA）和高温力学试验机等手段,研究了不同时效温度（200-800℃）对Ni-20Cr-18W-1Mo高温合金的元素晶界偏聚和力学性能的影响。结果表明,硫、磷元素的晶界偏聚临界时间随时效温度升高... 详细信息

采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、电子探针（EPMA）和高温力学试验机等手段,研究了不同时效温度（200-800℃）对Ni-20Cr-18W-1Mo高温合金的元素晶界偏聚和力学性能的影响。结果表明,硫、磷元素的晶界偏聚临界时间随时效温度升高而缩短;时效温度对元素在晶界和晶内的成分分布有显著的影响;实验合金的抗拉强度和延伸率随时效温度升高而降低。分析发现,硫、磷元素在晶界中的含量随时效温度升高而增大直至两者分别在650和400℃时达到峰值,是合金在200-600℃区间力学性能降低的重要原因。

关键词： Ni-20Cr-18W-1Mo高温合金杂质元素晶界偏聚力学性能

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微合金化元素晶界偏聚与钢的超细化理论研究

物理学报 2006年第3期55卷 1369-1373页

作者：张国英张辉刘春明周永军沈阳师范大学物理科学与技术学院沈阳110034 东北大学材料冶金学院沈阳110004

通过计算机编程建立钢奥氏体相中Σ5〈001〉/(210)大角晶界模型,用实空间的递推方法计算碳、氮及微合金元素在完整晶体及晶界区引起的环境敏感镶嵌能,进而讨论碳、氮及微合金元素在晶界区的偏聚及交互作用.计算结果表明,轻杂质C,N易偏... 详细信息

通过计算机编程建立钢奥氏体相中Σ5〈001〉/(210)大角晶界模型,用实空间的递推方法计算碳、氮及微合金元素在完整晶体及晶界区引起的环境敏感镶嵌能,进而讨论碳、氮及微合金元素在晶界区的偏聚及交互作用.计算结果表明,轻杂质C,N易偏聚于晶界区,且形成气团;微合金元素在完整的奥氏体中趋于均匀分布,Ti,V,Nb易占位于晶界三角棱柱的顶部(压缩区),且其加入量足够大时,它们能够在晶界区形成气团;微合金元素能够偏聚于C,N掺杂的大角晶界区,当温度下降使得C,N及微合金元素的浓度超过其最大固溶度时,在钢的奥氏体晶界区将有C,N化合物脱溶,这些化合物既可成为奥氏体再结晶的异质晶核,又可以阻碍奥氏体晶粒长大,故可起到细化晶粒作用.在微合金元素中Nb的细化效果最好.

关键词：电子结构晶界偏聚超细化

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锌铝合金中稀土及铁的晶界偏聚电子理论

中国有色金属学报 2004年第3期14卷 405-409页

作者：刘贵立李荣德沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110023

根据分子动力学理论建立液态ZA27合金的原子集团,结合计算机编程构造出ZA27合金α相与液相共存时的原子构形及α相大角度重位点阵晶界模型。利用递归法计算铁、稀土元素固溶于晶粒内、游离于固液相界面及其在α相晶界处的环境敏感镶嵌... 详细信息

根据分子动力学理论建立液态ZA27合金的原子集团,结合计算机编程构造出ZA27合金α相与液相共存时的原子构形及α相大角度重位点阵晶界模型。利用递归法计算铁、稀土元素固溶于晶粒内、游离于固液相界面及其在α相晶界处的环境敏感镶嵌能。结果表明:铁、稀土处于固液相界区比在晶内更稳定,这解释了铁、稀土在α相内溶解度很小,结晶时富集于固液相界前沿液体中,从而导致凝固结束后铁、稀土元素偏聚于晶界,并形成成分复杂的稀土化合物的事实。

关键词：锌铝合金稀土铁晶界偏聚电子理论递归法电子结构

热影响区元素晶界偏聚对焊接构件低周疲劳性能的影响

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机械工程学报 2015年第14期51卷 78-85页

作者：汤之南蔡志鹏吴健栋清华大学机械工程系北京100084 清华大学先进成形制造教育部重点实验室北京100084

对25Cr2Ni2Mo V低压转子钢焊接模拟件进行低周疲劳性能试验,测得焊接接头应变与疲劳寿命关系式,对比分析接头不同区域低周疲劳性能,确定热影响区是接头低周疲劳性能的薄弱环节。进行焊接接头硬度分布测定、疲劳裂纹扩展路径金相分析以... 详细信息

对25Cr2Ni2Mo V低压转子钢焊接模拟件进行低周疲劳性能试验,测得焊接接头应变与疲劳寿命关系式,对比分析接头不同区域低周疲劳性能,确定热影响区是接头低周疲劳性能的薄弱环节。进行焊接接头硬度分布测定、疲劳裂纹扩展路径金相分析以及热影响区原奥氏体晶界元素偏聚行为俄歇分析等一系列试验。结果表明,焊接接头热影响区存在大硬度梯度的软硬界面,在疲劳载荷作用下形成应变集中,导致焊接构件低周疲劳性能弱化;在热影响区扩展过程中,疲劳裂纹遇到原奥氏体晶界往往会沿着晶界发生偏折,并在晶界上形成一定程度的割裂;俄歇分析表明热影响区原奥氏体晶界存在明显的杂质元素S和合金元素Cr的偏聚,其共同作用致使该区抗疲劳裂纹扩展性能弱化,从而降低整个焊接构件的低周疲劳性能。

关键词：低周疲劳焊接构件热影响区晶界偏聚硬度分布

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钼材料杂质元素晶界偏聚的研究进展

稀有金属 2021年第12期45卷 1512-1520页

作者：陈文帅周增林李艳惠志林何学良付霄荧有研科技集团有限公司智能传感功能材料国家重点实验室北京100088 有研工程技术研究院有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088

钼属于体心立方结构的过渡族金属,在室温附近易发生脆性破坏,其室温脆性包括由过渡族金属元素核外电子排布决定的本征低温脆性和晶界脆性,晶界脆性与杂质元素在晶界处的偏聚紧密相关。本文开篇简述了钼材料发生脆性行为的内在机制,在此... 详细信息

钼属于体心立方结构的过渡族金属,在室温附近易发生脆性破坏,其室温脆性包括由过渡族金属元素核外电子排布决定的本征低温脆性和晶界脆性,晶界脆性与杂质元素在晶界处的偏聚紧密相关。本文开篇简述了钼材料发生脆性行为的内在机制,在此基础上,结合第一性原理计算和三维原子探针层析技术论述了C,O,H,N,B等间隙杂质及Re,Zr,Hf等典型金属杂质元素在钼材料晶界处偏聚的状态及其对材料宏观性能的影响:总结了间隙元素与钼晶界原子的键合特性以及对晶界强度的影响规律,重点关注了O,N元素对钼晶界结合力的弱化,和微量C,B元素对晶界结合力的强化以及对O的消耗;探讨了金属掺杂化学在钼材料晶界偏聚中的作用以及塑性特性与掺杂金属的键合电子数的密切联系,整理了Re元素的显著作用以及σ相的析出机制,和微量Zr,Hf元素的弱本征脆化以及对O和N的消耗。归纳了典型间隙元素在钼材料变形态和再结晶后的晶界偏聚规律,最后对以杂质元素晶界偏聚的角度来改善钼材料脆性断裂进行了展望。

关键词：钼材料晶界偏聚沿晶断裂第一性原理计算三维原子探针(3D APT)

退火温度对高强IF钢再结晶织构及磷,硼晶界偏聚的影响

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材料热处理学报 2015年第12期36卷 110-115页

作者：宋新莉彭堃练容彪贾涓袁泽喜范丽霞武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081

借助电子背散射衍射(EBSD)技术与俄歇电子能谱仪(AES)分析了不同温度退火的含磷高强IF钢的再结晶织构、晶界特征与晶界处P、B偏聚量。结果表明:随着退火温度由750℃升高到840℃,IF钢的{111}面织构强度先增加后降低。在810℃退火120 s得... 详细信息

借助电子背散射衍射(EBSD)技术与俄歇电子能谱仪(AES)分析了不同温度退火的含磷高强IF钢的再结晶织构、晶界特征与晶界处P、B偏聚量。结果表明:随着退火温度由750℃升高到840℃,IF钢的{111}面织构强度先增加后降低。在810℃退火120 s得到最强的{111}面织构,体积百分含量大约为75%,织构的主要组分是{111}与{111}。810℃退火时样品晶界处P、B偏聚量最少,重合位置点阵(CSL)晶界与小角度晶界含量较高。合理控制高强IF钢在再结晶退火温度,有利于降低P晶界偏聚量并获得强度较高的{111}面织构。

关键词：无间隙原子钢再结晶织构晶界偏聚晶界特征

磷的非平衡晶界偏聚恒温动力学实验及计算研究

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哈尔滨工程大学学报 2004年第2期25卷 141-146页

作者：李庆芬李莉金国刘二宝崔秀芳哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

选用12Cr1MoV工业用钢,通过俄歇电子能谱分析方法(AES),对磷在1050℃固溶处理温度下,540℃恒温时效过程中的非平衡晶界偏聚浓度进行了测试,在国际上首次获得了磷在钢中的非平衡晶界偏聚动力学完整曲线,该曲线直接验证了由徐庭栋提出的... 详细信息

选用12Cr1MoV工业用钢,通过俄歇电子能谱分析方法(AES),对磷在1050℃固溶处理温度下,540℃恒温时效过程中的非平衡晶界偏聚浓度进行了测试,在国际上首次获得了磷在钢中的非平衡晶界偏聚动力学完整曲线,该曲线直接验证了由徐庭栋提出的非平衡晶界偏聚动力学理论模型.论文还进行了非平衡晶界偏聚动力学计算,求出了12Cr1MoV钢在540℃恒温过程中复合体的扩散系数Dc及磷原子的自扩散系数Di,并应用非平衡晶界偏聚动力学方程进行了动力学曲线模拟,拟合曲线与实验曲线符合完好.证实了非平衡晶界偏聚的空位-溶质原子复合体扩散机制.

关键词：晶界偏聚俄歇电子能谱仪临界时间复合体扩散系数