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Mn12Ni2MoTi(Al)钢中laves相析出规律对材料的影响

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Mn12Ni2MoTi(Al)钢中Laves相析出规律对材料的影响

作者：韩梅湖南大学

学位级别：硕士

高锰TRIP钢具有高强高塑优良力学性能,为了提高其屈服强度,析出强化是一种有效的强化方式。本文以Mn12Ni2MoTi(Al)钢为研究对象,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、硬度测试和拉伸实验多种表征手段,研究了不同状态的... 详细信息

高锰TRIP钢具有高强高塑优良力学性能,为了提高其屈服强度,析出强化是一种有效的强化方式。本文以Mn12Ni2MoTi(Al)钢为研究对象,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、硬度测试和拉伸实验多种表征手段,研究了不同状态的Mn12Ni2MoTi(Al)钢中laves析出相的形貌特征、析出演化规律及其对材料的微观组织和性能的影响。得出以下结论:(1)过饱和固溶Mn12Ni2MoTi(Al)钢经过745℃退火会析出富Mo、Ti、Si的laves相。TEM和XRD分析一致得出laves相的晶体结构是具有六角结构的(Fe,Mn)(Mo,Ti)。冷轧试样中析出相的形貌为球形,而在固溶淬火态试样中,除了球形颗粒,还有沿着板条马氏体界面析出的长条形颗粒。同样退火条件下,冷轧变形量越大,析出的laves相尺寸越大,固溶淬火态试样laves相尺寸最小。不管是固溶淬火态还是冷状态,退火5 min时均形成大量细小弥散分布laves相颗粒,且laves相颗粒尺寸也随着退火时间延长而不断增大。冷轧试样退火8 h时laves相体积分数达到最大值6.8%,且laves相颗粒明显粗化;而固溶淬火试样退火24 h时laves相体积分数达到最大值7.7%,然后开始粗化。冷轧试样中的laves相主要依赖其晶界扩散机制,因此其粗化速率很高,而固溶试样中的laves相粗化速率受体扩散控制,并且远小于冷轧试样中laves相的粗化速率。(2)优先在晶界处析出的laves相钉扎在晶界,阻碍回复再结晶晶界的迁移,有效抑制晶粒粗化。laves相对晶界的钉扎力随退火时间的延长先增加后降低,在退火4 h时达到最大值。尽管退火时间超过8 h后,laves析出相颗粒粗化,对晶界钉扎力降低,但仍然可阻碍晶界的迁移,因此退火时间延长至24 h时,试样中晶粒尺寸仍然保持在亚微米级别。(3)laves相提高了退火组织的稳定性,冷轧Mn12Ni2MoTi(Al)钢经过745℃退火1 h后可以获得奥氏体晶粒和铁素体晶粒组成的亚微米级超细晶双相组织,其中亚微米级奥氏体非常稳定,在水冷过程中不发生相变。65%和80%冷轧试样经745℃退火1 h水冷后其奥氏体相对体积分数分别达到61.2%、50.7%,而固溶淬火态试样中奥氏体相对体积分数在退火5 min时达到最大值7.6%。(4)冷轧态试样硬度很高,并且冷轧量越大,硬度越高。65%CR和80%CR试样在745℃退火5 min后其屈服强度和延伸率分别达到792 MPa、873 MPa和23.4%、16.44%,均高于同材料淬火马氏体样品的屈服强度和总延伸率。

关键词：高锰双相钢 laves相钉扎力超细晶粒钢再结晶形变热处理

Mg-Al-Ca laves相和Mg-Al-Sb合金的电子结构和力学性能

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Mg-Al-Ca Laves相和Mg-Al-Sb合金的电子结构和力学性能

作者：余伟阳湘潭大学

学位级别：硕士

镁合金是目前实际应用中最轻的金属结构材料,它具有密度小、高比强度、高比刚度、优良的导热性和导电性、良好的尺寸稳定性、电磁屏蔽性和易于回收等特性。在过去的十几年,镁合金越来越受到人们的关注,在电子、汽车和航空航天等行业得... 详细信息

镁合金是目前实际应用中最轻的金属结构材料,它具有密度小、高比强度、高比刚度、优良的导热性和导电性、良好的尺寸稳定性、电磁屏蔽性和易于回收等特性。在过去的十几年,镁合金越来越受到人们的关注,在电子、汽车和航空航天等行业得到广泛应用。然而,由于镁本身易氧化、易燃烧以及有限的高温力学性能,使得经济实用型的镁合金在现代工业领域的应用仍很有限。所以提高镁合金的室温和高温强度是镁合金研究中要解决的首要问题。大量实验研究表明,在镁合金中加入稀土元素可以明显改善镁合金的机械性能。然而,大多数稀土元素都很昂贵,为了得到经济实惠性能良好的镁合金,人们进行了一些有效的探索。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,首先研究了Mg-Al-Ca合金中二元laves相,比如CaMg2, CaAl2和MgAl2在不同形态结构(C14, C15和C36)下的晶体及电子结构和力学性能。计算所得到的晶格常数很好的吻合了实验获得的数据。形成能及相关能的计算表明C15- CaAl2 laves相具有很好的合金化能力和结构稳定性。态密度和电荷密度的计算从微观上进一步分析了C15-CaAl2具有很好的合金化能力和稳定性的根源。弹性常数的计算和力学性能的分析表明C14-MgAl2具有很好的延展性,C15-MgAl2具有很好的塑性。接着研究了Mg-Al-Ca合金中三元laves相,即Ca(Mg1-x,Alx)2和Al2(Ca1-x,Mgx) (x=0, 0.25, 0.50, 0.75, 1)在不同形态结构(C14, C15和C36)下的相稳定性及电子结构。计算所得的晶格常数和实验值吻合很好。形成能和相关能的计算用来研究三元laves相的合金化能力和稳定性,结果表明:在所有三元laves相中,C14-Ca(Mg0.25,Al0.75)2具有最好的合金化能力。态密度和电荷密度的计算用来研究Mg-Al-Ca合金中三元laves相稳定性的内在微观机制。文章还运用第一性原理研究了Mg-Al-Sb合金中典型沉淀相α-Mg3Sb2的几何、电子结构和力学性能。结构优化得到的晶格常数和形成能与实验值符合很好。电子结构分析表明具有半导体性质的α-Mg3Sb2带隙为0.303eV,是间接带隙半导体。通过计算得到了α-Mg3Sb2的弹性常数,进而得到模量、泊松比等力学参数,对力学参数进行分析发现α-Mg3Sb2有很好的延展性而塑性相对较差。通过对α-Mg3Sb2在施加应变前后态密度的变化分析,发现对于六角结构的α-Mg3Sb2,(C11-C12)/2和C44对体积变化保守,而与剪切模量相关的C11+C12、C33/2和与体模量相关的C11+C12+2C13+C33/2对体积变化不保守。

关键词： Mg-Al系合金 laves相电子结构力学性能密度泛函理论

高性能铁素体不锈钢中Si含量对laves相演化的影响

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金属功能材料 2022年第5期29卷 103-110页

作者：范秀如米志杉 Kuhn Bernd 杨丽中国钢研科技集团有限公司数字化研发中心北京100081 Institute of Energy and Climate Research Microstructure and Properties of Materials(IEK-2) Forschungszentrum Juelich GmbHJilich 52425Germany

以新型高性能铁素体耐热钢——HiperFer不锈钢为研究对象,研究了Si含量对该材料组织演化的影响及其演化过程对该材料力学性能的影响。HiperFer不锈钢是一种新型利用laves相作为弥散的第二相进行强化的铁素体耐热钢,该材料在650℃高温下... 详细信息

以新型高性能铁素体耐热钢——HiperFer不锈钢为研究对象,研究了Si含量对该材料组织演化的影响及其演化过程对该材料力学性能的影响。HiperFer不锈钢是一种新型利用laves相作为弥散的第二相进行强化的铁素体耐热钢,该材料在650℃高温下表现出优秀的耐蠕变、耐疲劳、耐水蒸气腐蚀等性能,可满足新一代超超临界热电机组的应用需求。作为典型弥散相强化材料,该材料的力学性能受laves相及其演化的影响,而硅的含量将影响laves相及其演化过程,但其影响尚未有充分分析。因此,对该材料laves相组织演化过程中硅的影响进行了系统研究。

关键词：高温耐热钢超超临界热电机组 laves相高性能铁素体不锈钢

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Ti/Mn基laves相贮氢合金的研究

材料开发与应用 2005年第3期20卷 17-21页

作者：陈异蒋利军四川大学四川成都610064 北京有色金属研究总院北京100088

研究了Ti/Zr比变化对Ti Mn基laves相贮氢合金贮氢性能的影响,发现随Ti/Zr、Mn/Cr比降低,合金放氢压降低,贮氢量略微增加,平台坡度变陡。

关键词：贮氢合金 laves相 Mn/Cr比

MgCu_2型laves相的微观熔化模型与熔化的电子理论分析

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吉林工业大学学报 1990年第3期20卷 1-5页

作者：贺加宁余瑞璜吉林工业大学吉林大学

本文基于固体与分子经验电子理论,确定了八种laves相的价电子结构,提出了MgCu_2型laves相的熔化条件是A—A键断,并从理论上给予了解释,应用熔点的电子理论对MgCu_2型laves相的熔点进行了计算,理论值与实际值的误差在10％以内,使原子杂... 详细信息

本文基于固体与分子经验电子理论,确定了八种laves相的价电子结构,提出了MgCu_2型laves相的熔化条件是A—A键断,并从理论上给予了解释,应用熔点的电子理论对MgCu_2型laves相的熔点进行了计算,理论值与实际值的误差在10％以内,使原子杂化态的高温效应观点的正确性在化合物中得到了新的证明。

关键词：价电子结构 laves相微观熔化模型

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Ti-Mn基laves相贮氢合金的研究

稀有金属快报 2005年第5期24卷 28-32页

作者：陈异蒋利军四川大学四川成都610064 北京有色金属研究总院北京100088

采用P-C-T曲线测试和XRD分析研究了Ti/Zr比变化对Ti-Mn基laves相贮氢合金贮氢性能的影响。实验结果表明,随Ti/Zr比降低,合金放氢压力降低,贮氢量略微增加,平台坡度变陡。同时还研究了Mn/Cr比变化对Ti-Mn基laves相贮氢合金晶体结构、活... 详细信息

采用P-C-T曲线测试和XRD分析研究了Ti/Zr比变化对Ti-Mn基laves相贮氢合金贮氢性能的影响。实验结果表明,随Ti/Zr比降低,合金放氢压力降低,贮氢量略微增加,平台坡度变陡。同时还研究了Mn/Cr比变化对Ti-Mn基laves相贮氢合金晶体结构、活化性能以及贮氢性能的影响。着重探讨了Mn/Cr比变化时影响合金平衡压力的2个因素。对(Ti0.85Zr0.15)1+xMn1.4Cr0.2V0.32Fe0.08(x=-0.025,0,0.05,0.1)系列合金,根据其P-C-T测试和XRD分析结果,讨论了x的变化对合金贮氢量、平衡压力、α区宽度的影响。

关键词：贮氢合金 laves相 Mn/Cr比非化学计量合金

金属间化合物晶体结构的研究(Ⅱ)——laves相的新解释

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江西科学 1989年第2期7卷 7-15页

作者：萧功伟江西省科学院

本文首先讨论laves相的晶体结构,列出Hume-Rothery电子浓度e/a规则在laves相研究中难于解决的一类问题,并将晶体态电子浓度ψ法则的分析结果与前者作出对等的比较,然后给出相应的结论.

关键词： laves相 e/a规则临界晶体态电子浓度金属间化合物晶体结构

AB_2型laves相贮氢电极材料的研究现状

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金属功能材料 2000年第2期7卷 7-12页

作者：李平王新林吴建民赵韦人李容马诺钢铁研究总院新材料研究所北京100081

本文综述了AB2 型laves相贮氢电极材料的研究现状 ,总结了改善AB2 型laves相贮氢电极材料性能的方法 ,并对改善性能的方向作了评述。

关键词： laves相贮氢合金电极材料镍氢电池

含laves相TiCr_2钛铬合金的高温氧化特性

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粉末冶金材料科学与工程 2001年第1期6卷 42-47页

作者：肖平安曲选辉祝宝军秦明礼黄培云粉末冶金国家重点实验室长沙410083

研究了含铬18％～35％(质量分数)及laves相TiCr_2钛铬合金在650,700和780℃温度下的抗氧化性能.试验结果表明,含铬量对过共析钛铬合金的抗氧化性能有显著影响.在相同条件下,含铬量低于21％的合金的抗氧化性能不如纯钛,而含铬量达到26％... 详细信息

研究了含铬18％～35％(质量分数)及laves相TiCr_2钛铬合金在650,700和780℃温度下的抗氧化性能.试验结果表明,含铬量对过共析钛铬合金的抗氧化性能有显著影响.在相同条件下,含铬量低于21％的合金的抗氧化性能不如纯钛,而含铬量达到26％以上时,抗氧化性能比纯钛高2～3倍.含TiCr_2钛铬合金在高温下既发生了外氧化又发生了内氧化.外氧化层没有抗氧化保护作用.铬合金化提高含TiCr_2钛铬合金的抗氧化性能主要是由于形成了连续、致密的含铬内氧化层.钛铬合金的高温抗氧化性能对氧化温度敏感,氧化温度提高,则抗氧化性能明显降低.

关键词： laves相 TiCr2 Ti-Cr合金氧化