低活化多主元合金组织与性能研究
发布时间：2020-12-08 07:39
多主元高熵合金打破传统合金以一种或两种元素为主元的合金设计思路,以五种及以上元素为主元,并且能够形成简单的组织结构及拥有优异的综合性能。为开发新型低活化抗辐照结构材料,本文根据多主元高熵合金的设计理念,采用真空电弧熔炼技术制备以低活化金属元素Fe、Ti、Cr、V、W为主元的三元系Fe-Cr-V、Ti-Cr-V合金,四元系Fe-Ti-Cr-V合金以及五元系Fe-Ti-Cr-V-W合金体系,研究其组织与性能特点。首先计算出四种等摩尔比合金的吉布斯自由能,然后以固溶体形成判据为基础,利用MATLAB软件计算出使合金自由能最小的各元素原子比,优化合金成分。通过比较优化前后合金的自由能ΔG、混合焓ΔHmix、混合熵ΔSmix、弹性能ΔHel、原子尺寸差δ等因素预测合金的相组成及机械性能方面的变化规律。研究发现:试验结果与预测结果一致,三种系列的合金成分优化后更容易形成单相体心立方（BCC）固溶体相,热分析（DSC）和稳定化处理结果表明该BCC相具有极高的结构稳定性,在1000°C下没有发生任何相变;且优化成分后的合金室温下的机械性...
【文章来源】：齐鲁工业大学山东省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一种核反应炉的主要结构示意图
1.2 原子比为 1:1 的多主元合金主元种类数量对 ΔSmix的1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.00 5.76 9.13 11.53 13.38 14.90 16.18 17.29 18.27关数据在图 1.1 中表示出来，从中可以明显发现：值也在相应增加。这说明合金组元数量的变化会对相较于多主元高熵合金，传统意义上的合金则是利合熵较低，一般都会低于 0.69R 即 5.76J·K-1·mol-1一般会拥有大于 1.39R 即 11.53J·K-1·mol-1的混合熵为中熵合金。此外从图 1.5 中可以看出，当合金的加不再明显，其函数图像趋于平缓。
在这些原因下生成的固溶体相能够影响：例如提高合金材料的屈服强度、硬度、断裂强：迟滞扩散效应程中，组成元素扩散的快慢决定了组织结构的形貌特乱排列，在凝固时需要借助各元素协同配合扩散才能长大[21]；同时，由于高熵合金元素种类较多，其原子杂，这便容易凝固时产生致密的纳米级析出颗粒和非蚀性能[22]。晶格畸变效应材料受外力作用而发生晶格畸变不同，高熵合金中元元素原子能够以同等机会占据各个晶格位置。由于原畸变，从而给高熵合金带来优于传统合金的机械、物
本文编号：2904725
【文章来源】：齐鲁工业大学山东省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一种核反应炉的主要结构示意图
1.2 原子比为 1:1 的多主元合金主元种类数量对 ΔSmix的1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.00 5.76 9.13 11.53 13.38 14.90 16.18 17.29 18.27关数据在图 1.1 中表示出来，从中可以明显发现：值也在相应增加。这说明合金组元数量的变化会对相较于多主元高熵合金，传统意义上的合金则是利合熵较低，一般都会低于 0.69R 即 5.76J·K-1·mol-1一般会拥有大于 1.39R 即 11.53J·K-1·mol-1的混合熵为中熵合金。此外从图 1.5 中可以看出，当合金的加不再明显，其函数图像趋于平缓。
在这些原因下生成的固溶体相能够影响：例如提高合金材料的屈服强度、硬度、断裂强：迟滞扩散效应程中，组成元素扩散的快慢决定了组织结构的形貌特乱排列，在凝固时需要借助各元素协同配合扩散才能长大[21]；同时，由于高熵合金元素种类较多，其原子杂，这便容易凝固时产生致密的纳米级析出颗粒和非蚀性能[22]。晶格畸变效应材料受外力作用而发生晶格畸变不同，高熵合金中元元素原子能够以同等机会占据各个晶格位置。由于原畸变，从而给高熵合金带来优于传统合金的机械、物
本文编号：2904725
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