部分Ni基高温合金fcc相互扩散系数的实验测定及扩散动力学计算

发布时间：2020-07-06 09:48

【摘要】：镍基高温合金是航空航天领域一种极其重要的合金,其在高温下具有优异的综合性能,寿命长、抗腐蚀抗磨损性能好,常常被用于制造复杂的高温零件。高温合金的扩散动力学研究一方面能够直接给出合金中原子扩散速率,对合金的成分设计及热处理工艺的选择具有重要指导意义,另一方面,随着计算材料学的发展,由原子迁移率参数建立起来的动力学数据库结合各种计算材料学方法,能够模拟高温合金的处理和服役过程的组织演变,以及深入研究各种与扩散相关的过程,如凝固、蠕变、均质化等,对高温合金的研发有重要的实际意义。目前镍基高温合金体系的扩散动力学研究还不全,而Ni-Ti和Ni-Co二元系也是镍基高温合金重要的子二元系,因此,本研究利用扩散偶法,结合DICTRA软件计算,选取Ni-Ti-X(X:Nb,Mo)和Ni-Co-X(X:Ta,Mo)三元系合金进行互扩散系数矩阵的计算和原子迁移率参数的评估,主要的内容如下:(1)本研究根据热力学相图设计合金成分制备了 1000℃下或者1200℃下Ni-Ti-X(X:Nb,Mo)和Ni-Co-X(X:Ta,Mo)四个三元系在fcc相区的扩散偶,通过EPMA测得各扩散偶扩散界面浓度-距离曲线,使用Whittle and Green方法计算出各体系中原子的互扩散系数矩阵。(2)从文献中获取这四个体系的热力学参数,及子二元的动力学参数,包括Ni-Ti、Ni-Nb、Ni-Mo、Ni-Co、Ni-Ta、Co-Mo 这六个二元系在 fec 相区的原子迁移率参数,基于以上参数和本研究获得的互扩散系数矩阵,使用DICTRA软件评估各体系的原子迁移率参数。(3)得到的迁移率参数首先用于在DICTRA计算出各体系互扩散系数矩阵,计算结果与实验所得的互扩散系数矩阵误差较小,再者,利用迁移率参数计算实验浓度-距离曲线和扩散路径,结果与实验数值吻合的较好,验证了原子迁移率参数的可靠性。
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG132.3
【图文】：

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【参考文献】

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本文编号：2743479