白铜BFe10-1-1合金晶界特征分布优化及耐蚀性能研究
发布时间：2020-12-27 17:12
白铜BFe10-1-1合金在海水环境服役的过程中因容易发生腐蚀导致失效时间不可预测,从而严重制约了其使用寿命。其根源之一在于合金中高能随机晶界网络在海水中容易受到侵蚀并发生沿晶界腐蚀。然而,随机晶界网络中分布的低能CSL晶界可以打断随机晶界网络的连通性,阻碍腐蚀在随机晶界网络中的扩展,从而提高合金耐蚀性能。本文通过形变热处理的方法优化白铜BFe10-1-1合金的晶界结构,借助电子背散射衍射技术并结合晶界结构分析模型分别对样品的晶界连通性进行定性和定量分析,用以预测材料晶间失效抗力。通过电化学和静态腐蚀浸泡实验对预测结果进行验证,建立晶界结构与性能之间的联系,揭示晶界结构对材料耐腐蚀性能的影响机制。论文包括以下三点原创性内容:（1）基于退火孪晶的晶界工程优化白铜BFe10-1-1合金晶界特征分布,提出通过小变形量加高温短时退火提高特殊晶界比例及优化GBCD的最佳形变热处理工艺（9%冷轧变形+800℃/10min退火处理）,该工艺处理后的特殊晶界比例可高达80%,并在合金中形成大尺寸的晶粒团簇,随机晶界网络被特殊晶界频繁打断而使得连通性变差,合金的晶界结构得到优化,潜在的耐蚀性能得到改善。...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
=5的CSL模型示意图
进应力诱发晶界迁移（strain induced boundary m比例并抑制再结晶过程。微观机制的生成机制 金属材料冷变形后经再结晶退火而形成的，对退同的观点，一是层错形核（nucleation of twins b晶形成是形核与长大过程，可用层错胞形核和二长大事故（growthaccidents）机制，该观点认为孪，若形成孪晶能使前沿晶界的界面能降低，该过反应并迁移导致孪晶的生成；Mahajan[18]则认为是取向上的结果。同类型孪晶形貌示意图，根据形貌不同可把孪晶分完全平行孪晶（complete parallel-sided twins）、部分、孪晶环，在图中分别表示为 A、B、C、D。
D 与 GBCD 关系的研究发现，特殊三叉晶随特殊晶界比例的提高而增多。这也验mbo[7]获得高比例的特殊晶界是提高其有效性的前提条件 的观点。然而，TJC特殊晶界的分布特点有关，与共格 Σ3 晶界趋于分布在晶粒内不同，非共格 Σ3 晶于分布在随机晶界网络上，与其他晶界一起形成特殊三叉晶界。目前，对特殊晶界比例及各类特殊晶界所占百分比均可由 EBSD后处理软件计算于各型三叉界角的分布及其所占比例仍没有成熟的软件可供使用，要求使用者对进行二次开发或人工统计。此外，特殊晶界的特殊性与晶界所处的晶面密切相关，如同为 Σ3的孪晶界，因所的不同，迁移速率甚至相差 2个数量级。Randle 和Jones[26]为此提出了晶界面工程（ndary plane engineering，GBPE）的概念，GBPE 突出了晶界面的对材料性能的影响面工程与晶界角工程可以认为是更准确的 GBE。然而，EBSD 测得的数据不能准界所处的晶面。本文采用单一截面迹线法对晶界面进行测定，并对材料中孪晶界系进行判定。其中，Wright[27]法因操作简单而得到广泛应用，其使用方法如图 1.3晶界 GBCD优化微观机制较复杂，本文采用该方法只用于分析包含 Σ3 晶界的三叉晶是否为共格孪晶，而不对晶界网络的演化机制进行深入讨论。
【参考文献】：
期刊论文
[1]面心立方固溶体合金的团簇加连接原子几何模型及典型工业合金成分解析[J]. 洪海莲,董闯,王清,张宇,耿遥祥. 物理学报. 2016(03)
[2]稀土Ce对T91耐热钢组织及力学性能的影响[J]. 富晓阳,杨吉春,赵学林,赵莉萍. 热加工工艺. 2015(12)
[3]铜合金腐蚀的影响因素及研究状况[J]. 顾彩香,张小磊,赵向博. 船舶工程. 2014(03)
[4]形变及热处理对白铜B10合金晶界特征分布的影响[J]. 茹祥坤,刘廷光,夏爽,周邦新,马爱利,郑玉贵. 中国有色金属学报. 2013(08)
[5]pH值对Cu-17Ni-3Al-X耐磨铸造铜合金腐蚀的影响[J]. 罗宗强,辛保亮,张卫文,李元元. 华南理工大学学报(自然科学版). 2011(11)
[6]690合金原始晶粒尺寸对晶界工程处理后晶界网络的影响[J]. 刘廷光,夏爽,李慧,周邦新,陈文觉. 金属学报. 2011(07)
[7]预处理状态对轧制退火后奥氏体不锈钢晶界特征分布的影响[J]. 方晓英,蔡正旭,王卫国. 热加工工艺. 2011(08)
[8]同步改善黄铜H68晶界腐蚀行为和力学性能[J]. 姜英,王卫国,郭红. 中国有色金属学报. 2011(02)
[9]Intergranular precipitation of copper-nickel alloys induced by seawater corrosion[J]. LIN LeYun & ZHAO YueHong General Research Institute for Nonferrous Metals, Beijing 100088, China. Chinese Science Bulletin. 2009(19)
[10]退火工艺对Cu-30Ni合金管耐海水腐蚀性能的影响[J]. 毛向阳,方峰,谈荣生,蒋建清. 腐蚀科学与防护技术. 2009(05)
博士论文
[1]Fe-Cr-Ni合金的三维晶界网络分布特征及其对应力腐蚀开裂扩展路径影响的研究[D]. 刘廷光.上海大学 2015
本文编号：2942146
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
=5的CSL模型示意图
进应力诱发晶界迁移（strain induced boundary m比例并抑制再结晶过程。微观机制的生成机制 金属材料冷变形后经再结晶退火而形成的，对退同的观点，一是层错形核（nucleation of twins b晶形成是形核与长大过程，可用层错胞形核和二长大事故（growthaccidents）机制，该观点认为孪，若形成孪晶能使前沿晶界的界面能降低，该过反应并迁移导致孪晶的生成；Mahajan[18]则认为是取向上的结果。同类型孪晶形貌示意图，根据形貌不同可把孪晶分完全平行孪晶（complete parallel-sided twins）、部分、孪晶环，在图中分别表示为 A、B、C、D。
D 与 GBCD 关系的研究发现，特殊三叉晶随特殊晶界比例的提高而增多。这也验mbo[7]获得高比例的特殊晶界是提高其有效性的前提条件 的观点。然而，TJC特殊晶界的分布特点有关，与共格 Σ3 晶界趋于分布在晶粒内不同，非共格 Σ3 晶于分布在随机晶界网络上，与其他晶界一起形成特殊三叉晶界。目前，对特殊晶界比例及各类特殊晶界所占百分比均可由 EBSD后处理软件计算于各型三叉界角的分布及其所占比例仍没有成熟的软件可供使用，要求使用者对进行二次开发或人工统计。此外，特殊晶界的特殊性与晶界所处的晶面密切相关，如同为 Σ3的孪晶界，因所的不同，迁移速率甚至相差 2个数量级。Randle 和Jones[26]为此提出了晶界面工程（ndary plane engineering，GBPE）的概念，GBPE 突出了晶界面的对材料性能的影响面工程与晶界角工程可以认为是更准确的 GBE。然而，EBSD 测得的数据不能准界所处的晶面。本文采用单一截面迹线法对晶界面进行测定，并对材料中孪晶界系进行判定。其中，Wright[27]法因操作简单而得到广泛应用，其使用方法如图 1.3晶界 GBCD优化微观机制较复杂，本文采用该方法只用于分析包含 Σ3 晶界的三叉晶是否为共格孪晶，而不对晶界网络的演化机制进行深入讨论。
【参考文献】：
期刊论文
[1]面心立方固溶体合金的团簇加连接原子几何模型及典型工业合金成分解析[J]. 洪海莲,董闯,王清,张宇,耿遥祥. 物理学报. 2016(03)
[2]稀土Ce对T91耐热钢组织及力学性能的影响[J]. 富晓阳,杨吉春,赵学林,赵莉萍. 热加工工艺. 2015(12)
[3]铜合金腐蚀的影响因素及研究状况[J]. 顾彩香,张小磊,赵向博. 船舶工程. 2014(03)
[4]形变及热处理对白铜B10合金晶界特征分布的影响[J]. 茹祥坤,刘廷光,夏爽,周邦新,马爱利,郑玉贵. 中国有色金属学报. 2013(08)
[5]pH值对Cu-17Ni-3Al-X耐磨铸造铜合金腐蚀的影响[J]. 罗宗强,辛保亮,张卫文,李元元. 华南理工大学学报(自然科学版). 2011(11)
[6]690合金原始晶粒尺寸对晶界工程处理后晶界网络的影响[J]. 刘廷光,夏爽,李慧,周邦新,陈文觉. 金属学报. 2011(07)
[7]预处理状态对轧制退火后奥氏体不锈钢晶界特征分布的影响[J]. 方晓英,蔡正旭,王卫国. 热加工工艺. 2011(08)
[8]同步改善黄铜H68晶界腐蚀行为和力学性能[J]. 姜英,王卫国,郭红. 中国有色金属学报. 2011(02)
[9]Intergranular precipitation of copper-nickel alloys induced by seawater corrosion[J]. LIN LeYun & ZHAO YueHong General Research Institute for Nonferrous Metals, Beijing 100088, China. Chinese Science Bulletin. 2009(19)
[10]退火工艺对Cu-30Ni合金管耐海水腐蚀性能的影响[J]. 毛向阳,方峰,谈荣生,蒋建清. 腐蚀科学与防护技术. 2009(05)
博士论文
[1]Fe-Cr-Ni合金的三维晶界网络分布特征及其对应力腐蚀开裂扩展路径影响的研究[D]. 刘廷光.上海大学 2015
本文编号：2942146
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