Ti-Zr-Nb系难熔高熵合金的组织结构与强韧化机理

发布时间：2023-11-25 03:49

　　高熵合金是本世纪初提出的一种全新的合金设计理念,其成分特点是合金多组元且所有组成元素的比例相等或相近。高熵合金独特的成分特点使其拥有高混合熵效应,并且衍生出微观组织稳定性高和缓慢扩散等独特性能。借鉴高熵合金设计理念,由高熔点元素组成的难熔高熵合金有望提高合金的使用温度,因而受到研究者的广泛关注。目前难熔高熵合金的研究尚处于起步阶段,大量科学问题亟待解决。首先,己有的难熔高熵合金大量使用昂贵且密度高的元素,使其成本高昂且密度高,非常不利于工业应用;其次,使用计算模拟手段准确预测难熔高熵合金热物性,并阐明合金相形成规律与力学性能的关联的相关研究还相当匮乏;最后,现有的难熔高熵合金大多不具备拉伸塑性,开发具有拉伸塑性的难熔高熵合金并研究其强韧化方法与机理对未来难熔高熵合金的发展具有重要意义。本文以Ti-Zr-Nb系高熵合金为对象,系统研究合金的组织结构与强化机理。通过建立可靠的随机固溶体模型,利用第一性原理计算合金的相结构、热力学和弹性性质,为新型难熔高熵合金的设计与开发提供理论指导。制备具有高比强度的Ti-Zr-Nb-Mo-V高熵合金系与具有高强度高拉伸塑性的Ti-Zr-Nb-Hf高熵合金...

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 绪论
    2.1 高熵合金概述
        2.1.1 高熵合金的定义
        2.1.2 高熵合金的分类
        2.1.3 高熵合金的特点
        2.1.4 高熵合金的相形成及预测
        2.1.5 高熵合金的强化机理
    2.2 难熔高熵合金的发展概况
        2.2.1 难熔高熵合金的成分特点
        2.2.2 难熔高熵合金的制备工艺
        2.2.3 难熔高熵合金的相与组织
        2.2.4 难熔高熵合金的力学性能
        2.2.5 难熔高熵合金的氧化行为
        2.2.6 难熔高熵合金的设计
    2.3 课题背景、研究目的及内容
        2.3.1 课题背景
        2.3.2 研究目的及内容
3 实验方法
    3.1 材料的制备
    3.2 材料的组织结构表征及形貌观察
        3.2.1 晶体结构分析
        3.2.2 微观组织分析
        3.2.3 三维原子探针成分分布分析
    3.3 热分析方法
    3.4 力学性能测试
4 高熵合金相结构、热力学与力学性能的第一性原理计算
    4.1 引言
    4.2 计算方法
    4.3 结构模型
    4.4 计算结果
    4.5 TiZrNbHf高熵合金的组织结构与力学性能
    4.6 本章小结
5 高比强度TiZrNbMoV高熵合金的组织结构与力学性能
    5.1 引言
    5.2 合金化对TiZrNbMoV高熵合金系相组成的影响
    5.3 TiZrNbMoV高熵合金系的相形成规律
    5.4 室温压缩性能
    5.5 TiZrNbMoV高熵合金系在1273K的相稳定性研究
    5.6 本章小结
6 氧对TiZrNbHf高熵合金的强化与塑韧化作用
    6.1 引言
    6.2 氧添加对TiZrNbHf高熵合金组织结构的影响
    6.3 TiZrNbHfO高熵合金系的晶粒生长动力学
    6.4 氧的添加对TiZrNbHf高熵合金拉伸性能的影响
    6.5 氧在TiZrNbHf高熵合金中的强韧化机制
    6.6 本章小结
7 TiZrNbHfAl高熵合金系的组织结构与力学性能
    7.1 引言
    7.2 铝添加对TiZrNbHf高熵合金组织结构的影响
    7.3 成分和温度对相形成和稳定性的影响
        7.3.1 固溶体相形成规律
        7.3.2 析出相形成规律
    7.4 铝的添加对TiZrNbHf高熵合金拉伸性能的影响
    7.5 铝在TiZrNbHf高熵合金中的强韧化机制
    7.6 本章小结
8 总结
    8.1 结论
    8.2 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集



本文编号：3867213