冷却速率及时效过程对Zr-Sn-Nb合金显微组织及第二相析出行为影响的研究

发布时间：2020-06-28 07:45

【摘要】：本论文以一种新型Zr-Sn-Nb系合金(Zr-1.0Sn-0.3Nb-0.3Fe-0.1Cu)为研究对象,结合透射电子显微镜(TEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)、电子通道衬度相(ECC)、金相光学显微镜(OM)等现代表征技术,研究了不同冷却速率对实验合金的显微组织及第二相析出的影响,并对随后的时效过程中第二相的演化规律进行了系统的研究。主要结论如下:(1)探究了实验合金的显微组织随冷却速度降低变化规律:细小的针状马氏体组织(水冷)→Basket-weave编篮状魏氏组织(液氮冷)→Parallel-plate平行板条状魏氏组织(空冷)→Lenticular粗大的板条状组织(炉冷)。随冷却速率的下降,板条宽度逐渐增大。炉冷样品中还发现了热应力诱导孪晶,透射结果表明其为{101?2}拉伸孪晶。(2)发现并鉴定了两种新型的Zr-(Fe,Cu)型第二相:BCT结构I相,在四种样品中均有发现,晶格参数a=b=6.49?,c=5.37?,可能的空间群I4cm(110),I4c2(120)和I4/mcm(140),推测其形成机制为Cu元素置换Zr_2Fe中的某些Fe原子,该相结构和化学成分在时效时均无明显变化;简单六方H相,只在某些快冷时效样品(水冷、液氮冷)中发现,晶格参数a=7.87?,c=3.33?,随着时效时间的延长,这种相逐渐消失,推测其为一种亚稳过渡相。(3)探究了四种冷却速率样品中第二相随时效时间的演化规律1)水冷:ω+β→Zr_3(Fe,Cu),H相→Zr_3(Fe,Cu),H相,Zr(Nb,Fe)_2→Zr_3(Fe,Cu),I相,Zr(Nb,Fe)_2→Zr_3(Fe,Cu),I相,Zr(Nb,Fe)_22)液氮冷:β(富Nb),I相→I相,H相,Zr(Nb,Fe)_2→I相,H相,Zr(Nb,Fe)_2→I相,H相,Zr(Nb,Fe)_2→I相,Zr(Nb,Fe)_23)空冷:β(富Nb),I相→I相,Zr(Nb,Fe)_2→I相,Zr(Nb,Fe)_2→I相,Zr(Nb,Fe)_2→I相,Zr(Nb,Fe)_24)炉冷:β(富Nb),I相,Zr(Nb,Fe)_2→β(富Nb),I相,Zr(Nb,Fe)_2→β(富Nb),I相,Zr(Nb,Fe)_2→β(富Nb),I相,Zr(Nb,Fe)_2→I相,Zr(Nb,Fe)_2。(4)随着时效的进行,几种样品中均出现了第二相逐渐在晶内位错处析出的现象,同时伴随着时效的延长,位错的运动导致了晶界及第二相附近有大量位错网、位错墙堆积;在许多Zr-(Fe,Cu)颗粒附近观察到Nb元素富集或细小的Zr(Nb,Fe)_2颗粒析出,推测是Nb元素在Zr-(Fe,Cu)颗粒析出生长时逐渐在基体-第二相界面堆积所导致的。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG156.9;TG146.414
【图文】：

宽度测量,板条,方法,记录系统

图 2.1 板条宽度测量方法Figure 2. 1 Method used to measure the α-plate width2.3.3 TEM 技术透射电子显微镜（TEM）是一种以高能电子束为照明源，通过能偏折电子的电磁透镜将穿过试样的电子（透射电子）聚焦成像的一种电子光学仪器。TEM 的构造一般分为照明系统、成像系统、图像观察与记录系统、真空与记录系统四大部分，图 2.2 中所示是 TEM 的典型剖面展示图。TEM 目前的成像极限主要受像差而不是衍射极限限制，现已可达 0.2nm。

透射电子显微镜,剖面示意图

图 2.1 板条宽度测量方法Figure 2. 1 Method used to measure the α-plate width技术显微镜（TEM）是一种以高能电子束为照明源，过试样的电子（透射电子）聚焦成像的一种电子光照明系统、成像系统、图像观察与记录系统、真中所示是 TEM 的典型剖面展示图。TEM 目前的成限限制，现已可达 0.2nm。

【参考文献】