Mn、Ni元素对钢中富Cu相析出强化的影响
发布时间：2021-01-26 09:59
含Cu钢在等温时效处理过程中会析出纳米尺度的富Cu相,从而产生析出强化作用,而产生的析出强化效果会随着富Cu相尺寸、数量密度以及体积分数的变化而变化。含Cu钢中通常会加入一定量的Mn、Ni元素来改善性能,Mn、Ni元素的存在会产生固溶强化和细晶强化作用,而且Mn、Ni元素的存在会对富Cu相的析出产生影响,因而备受关注。本文将含Cu钢中的C含量减少至0.005 wt.%以下,添加Mn、Ni元素,通过测量钢的显微硬度、拉伸强度等宏观力学性能,利用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）以及原子探针层析技术（APT）进行微观分析,利用第一性原理模拟等方法,系统研究Mn、Ni元素添加对含Cu钢中富Cu相析出强化的影响,对比得出以下主要结论:（1）对比Fe-Cu钢和Fe-Cu-Mn钢以及Fe-Cu-Ni钢和Fe-Cu-Ni-Mn钢发现,Mn元素的添加加快了析出强化的进程,这是由于Mn元素的添加加快了富Cu相形核、长大和粗化速度。基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）计算结果表明,含Cu钢中添加Mn元素会增加空位和间隙原子的形成可能性,而空位和间隙原子等点缺陷的存在会成为富Cu团...
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
切过机制中位错切过第二相的示意图
种是位错切过第二相的切过机制，如图 1.1 所示。第二种 Orowan 机制，如图 1.2 所示。当第二相尺寸很小且与基体时，容易变形，此时位错切过机制占主导作用；当第二相格关系遭到破坏时，不容易变形，此时 Orowan 机制占主导图 1.1 切过机制中位错切过第二相的示意图
图 1.3 钢铁材料的强度增量与第二相尺寸的关系u 相析出强化传统的 HY 系列钢的基础上采用超低碳合金思路，通过善钢的焊接性能[11]，并在钢中添加较高含量的 Cu（1.0处理，利用 Cu 析出产生的析出强化作用来提高钢的强种低 C 含 Cu 钢[14-16]。该类钢能够应用于发电站、航空域[17-18]，受到人们的极大重视[19-20]，目前关于该类钢中其产生的强化作用已得到了广泛关注。等人[21]将含 Cu 高纯净钢在 550 ℃进行等温时效处理之，随着时效时间的增加，钢的硬度呈现出先增加后降低。他们利用透射电子显微镜（TEM）进行观察，发现基
【参考文献】：
期刊论文
[1]调质态含Cu高强钢的强化机理及钢中Cu的析出行为[J]. 张正延,柴锋,罗小兵,陈刚,杨才福,苏航. 金属学报. 2019(06)
[2]第一性原理计算在铜合金研究中的应用进展[J]. 徐祥,宋玲玲,赵慧,官雨柔,闫翠霞,蔡金明. 材料热处理学报. 2019(03)
[3]析出相对塑料模具钢LJ338ESR腐蚀性能的影响[J]. 柯明鹏,刘宏玉,贺吉白,李民华,方皓彦,卢建夺. 特殊钢. 2018(04)
[4]Compositional Variants of Cu-rich Precipitate in Thermally Aged Ferritic Steel[J]. Qingdong Liu,Yihua Chen,Chuanwei Li,Jianfeng Gu. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2018(05)
[5]低碳低合金钢中纳米富Cu相的析出特征[J]. 解辉,王伟. 金属热处理. 2018(02)
[6]15-5PH不锈钢的时效硬化行为及耐蚀性能[J]. 彭新元,周贤良,华小珍. 中国有色金属学报. 2017(05)
[7]Cu的析出及其对FeCrMoCu合金阻尼性能和力学性能的影响[J]. 胡小锋,杜瑜宾,闫德胜,戎利建. 金属学报. 2017(05)
[8]Ti-V复合低碳钢在回火过程中MC型碳化物的析出与强化行为[J]. 康俊雨,孙新军,李昭东,雍岐龙. 钢铁研究学报. 2015(08)
[9]两相区二次淬火对高强度船体钢低温韧性的影响[J]. 罗小兵,杨才福,柴锋,苏航. 金属热处理. 2012(09)
[10]镍对Fe-Cu-Ni合金中铜析出行为的影响[J]. 曹悦,张弛,杨志刚,夏志新. 钢铁研究学报. 2012(01)
博士论文
[1]Fe-Cu-Ni-Al-Mn钢中强化相复合析出机制的研究[D]. 王晓姣.上海大学 2016
本文编号：3000910
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
切过机制中位错切过第二相的示意图
种是位错切过第二相的切过机制，如图 1.1 所示。第二种 Orowan 机制，如图 1.2 所示。当第二相尺寸很小且与基体时，容易变形，此时位错切过机制占主导作用；当第二相格关系遭到破坏时，不容易变形，此时 Orowan 机制占主导图 1.1 切过机制中位错切过第二相的示意图
图 1.3 钢铁材料的强度增量与第二相尺寸的关系u 相析出强化传统的 HY 系列钢的基础上采用超低碳合金思路，通过善钢的焊接性能[11]，并在钢中添加较高含量的 Cu（1.0处理，利用 Cu 析出产生的析出强化作用来提高钢的强种低 C 含 Cu 钢[14-16]。该类钢能够应用于发电站、航空域[17-18]，受到人们的极大重视[19-20]，目前关于该类钢中其产生的强化作用已得到了广泛关注。等人[21]将含 Cu 高纯净钢在 550 ℃进行等温时效处理之，随着时效时间的增加，钢的硬度呈现出先增加后降低。他们利用透射电子显微镜（TEM）进行观察，发现基
【参考文献】：
期刊论文
[1]调质态含Cu高强钢的强化机理及钢中Cu的析出行为[J]. 张正延,柴锋,罗小兵,陈刚,杨才福,苏航. 金属学报. 2019(06)
[2]第一性原理计算在铜合金研究中的应用进展[J]. 徐祥,宋玲玲,赵慧,官雨柔,闫翠霞,蔡金明. 材料热处理学报. 2019(03)
[3]析出相对塑料模具钢LJ338ESR腐蚀性能的影响[J]. 柯明鹏,刘宏玉,贺吉白,李民华,方皓彦,卢建夺. 特殊钢. 2018(04)
[4]Compositional Variants of Cu-rich Precipitate in Thermally Aged Ferritic Steel[J]. Qingdong Liu,Yihua Chen,Chuanwei Li,Jianfeng Gu. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2018(05)
[5]低碳低合金钢中纳米富Cu相的析出特征[J]. 解辉,王伟. 金属热处理. 2018(02)
[6]15-5PH不锈钢的时效硬化行为及耐蚀性能[J]. 彭新元,周贤良,华小珍. 中国有色金属学报. 2017(05)
[7]Cu的析出及其对FeCrMoCu合金阻尼性能和力学性能的影响[J]. 胡小锋,杜瑜宾,闫德胜,戎利建. 金属学报. 2017(05)
[8]Ti-V复合低碳钢在回火过程中MC型碳化物的析出与强化行为[J]. 康俊雨,孙新军,李昭东,雍岐龙. 钢铁研究学报. 2015(08)
[9]两相区二次淬火对高强度船体钢低温韧性的影响[J]. 罗小兵,杨才福,柴锋,苏航. 金属热处理. 2012(09)
[10]镍对Fe-Cu-Ni合金中铜析出行为的影响[J]. 曹悦,张弛,杨志刚,夏志新. 钢铁研究学报. 2012(01)
博士论文
[1]Fe-Cu-Ni-Al-Mn钢中强化相复合析出机制的研究[D]. 王晓姣.上海大学 2016
本文编号：3000910
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