基于电子背散射衍射和纳米压痕技术的奥氏体不锈钢微结构与性能关系研究
发布时间：2022-08-01 13:55
材料的微结构与性能之间存在密切的关系。对材料微结构在高温下的“原位”观察,以及材料微区残余应力的测试等,对于研究材料的失效机理具有重要意义。但是长期以来,这方面的研究工作一直是研究热点,也是研究难点。近年来,随着材料测试表征技术和理论的不断发展和完善,为我们解决上述问题提供了可能。本论文综合应用电子背散射衍射（electron backscatter diffraction, EBSD）技术、纳米压痕（nano-indentation）技术和电子显微镜等,对在工程中广泛应用的奥氏体不锈钢及其焊接接头在1200℃超高温下的组织转变和焊接界面处微米级微区的残余应力分布等进行了系统的研究和分析,以期为奥氏体不锈钢在复杂工况下的应用和失效分析提供科学依据。全文共分九章。第一章为绪论,介绍了本工作的来源、意义和所做的主要工作,综述了国内外有关EBSD技术和纳米压痕技术在材料科学中的研究现状与进展。为了使读者更好阅读本论文,以及体现论文的系统性,第二章简要介绍了EBSD和纳米压痕技术的基础原理、设备结构、数据获取原理及可靠度分析。第三章为本文所用的实验材料和方法。详细介绍了奥氏体不锈钢材料及其焊接...
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第一章 电子背散射衍射(EBSD)和纳米压痕表征技术在材料科学中的研究现状及进展
1.1 概论、选题的意义及重要性
1.2 EBSD技术在材料科学中的研究现状及进展
1.2.1 EBSD在各种材料研究中的应用
1.2.2 EBSD在材料表征中的应用
1.3 EBSD在材料科学中的高级研究
1.3.1 基于EBSD技术的材料裂纹失效界面研究
1.3.2 基于EBSD技术的材料微米级微区残余应变研究
1.4 纳米压痕技术在材料科学中的研究现状及进展
1.4.1 基于纳米压痕技术的材料显微硬度和弹性模量研究
1.4.2 基于纳米压痕技术的材料其他机械性能研究
1.5 本文所做的主要工作和创新点
1.6 本章小结
第二章 电子背散射衍射(EBSD)与纳米压痕表征技术简介
2.1 引言
2.2 EBSD技术简介
2.2.1 扫描电镜中的背散射电子
2.2.2 EBSD技术的晶体学基础
2.2.3 EBSD系统的组成
2.2.4 EBSD技术的数据获得及相关原理
2.3 纳米压痕技术简介
2.3.1 压痕理论
2.3.2 纳米压痕系统的组成
2.3.3 连续刚度的测试原理
2.3.4 纳米压痕技术数据及其不确定度的分析
2.4 本章小结
第三章 实验材料和方法
3.1 引言
3.2 材料和处理工艺的选择
3.2.1 奥氏体不锈钢材料
3.2.2 奥氏体不锈钢焊接接头
3.2.3 奥氏体—铁素体异种钢焊接接头
3.3 金相样品的制备
3.3.1 奥氏体不锈钢材料
3.3.2 奥氏体不锈钢焊接接头
3.3.3 奥氏体—铁素体异种钢焊接接头
3.4 主要实验仪器及设备
3.5 本章小结
第四章 材料微结构—性能关系的"原位跟踪"观测技术
4.1 引言
4.2 "原位跟踪"观测技术的原理与方法
4.2.1 实验原理
4.2.2 实验步骤
4.3 "原位跟踪"观测技术在材料科学研究中的应用
4.4 本章小结
第五章 利用"原位跟踪"观测技术研究奥氏体不锈钢的超高温组织转变过程
5.1 引言
5.2 奥氏体不锈钢超高温组织转变的"原位跟踪"观测
5.3 奥氏体不锈钢超高温组织与晶界转变的EBSD"原位跟踪"观测
5.4 奥氏体不锈钢超高温组织"回复与再结晶"位错模型
5.5 本章小结
第六章 奥氏体不锈钢焊接溶池的凝固结晶特征及其在超高温下的转变
6.1 引言
6.2 焊接接头溶池结晶组织的特征及其影响因素
6.2.1 溶池结晶的形貌特征
6.2.2 溶池结晶取向的EBSD研究
6.2.3 溶池结晶竞争生长机制
6.3 焊接接头组织超高温转变的EBSD"原位跟踪"观测
6.4 本章小结
第七章 奥氏体不锈钢超高温表面氧化失效机理研究
7.1 引言
7.2 奥氏体不锈钢母材表面氧化皮特征
7.3 奥氏体不锈钢焊缝表面氧化皮特征
7.4 氧化皮的失效机理
7.5 本章小结
第八章 奥氏体不锈钢—铁素体异种钢焊接接头熔合区微米级微区残余应力—应变状态的研究
8.1 引言
8.2 焊态接头熔合区残余应力的测量与分析
8.3 焊后热处理接头熔合区残余应力的测量和分析
8.4 本章小结
第九章 全文总结
参考文献
博士期间的获奖情况和发表的论文
致谢
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]Numerical simulation method for weld line development in micro injection molding process[J]. 谢磊,ZIEGMANN Gerhard,蒋炳炎. Journal of Central South University of Technology. 2009(05)
[2]利用迹线测量晶体材料中特征面取向的EBSD方法[J]. 谢季佳,徐娟,洪友士. 电子显微学报. 2008(04)
[3]纳米压痕硬度计测方法的研究进展[J]. 周亮,姚英学. 计测技术. 2006(06)
[4]珠光体-奥氏体异种钢焊接接头中碳迁移的跟踪观测[J]. 黄文长,潘春旭,付强. 机械工程材料. 2006(04)
[5]孪晶面和孪晶位向关系的EBSD测定[J]. 陈绍楷,李晴宇,苗壮,许飞. 电子显微学报. 2005(04)
[6]晶界工程抑制SUS304不锈钢晶界贫铬机制[J]. 毕洪运. 钢铁. 2005(06)
[7]Cr5Mo异种钢焊接熔合区H2S腐蚀过程的原位观察[J]. 邹杨,潘春旭,傅强,陈超. 金属学报. 2005(04)
[8]Q235碳素钢不同热变形条件下退火过程的织构分析[J]. 田朝旭,杨平,冯惠平,孙祖庆. 北京科技大学学报. 2003(05)
[9]薄膜的力学测试技术[J]. 陈隆庆,赵明暤,张统一. 机械强度. 2001(04)
[10]纳米压痕技术在材料科学中的应用[J]. 谢存毅. 物理. 2001(07)
硕士论文
[1]纳米压入技术在金属材料微区力学性能表征中的应用研究[D]. 郭振丹.华东师范大学 2008
[2]纳米压痕试验方法研究[D]. 王春亮.机械科学研究总院 2007
本文编号：3667574
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第一章 电子背散射衍射(EBSD)和纳米压痕表征技术在材料科学中的研究现状及进展
1.1 概论、选题的意义及重要性
1.2 EBSD技术在材料科学中的研究现状及进展
1.2.1 EBSD在各种材料研究中的应用
1.2.2 EBSD在材料表征中的应用
1.3 EBSD在材料科学中的高级研究
1.3.1 基于EBSD技术的材料裂纹失效界面研究
1.3.2 基于EBSD技术的材料微米级微区残余应变研究
1.4 纳米压痕技术在材料科学中的研究现状及进展
1.4.1 基于纳米压痕技术的材料显微硬度和弹性模量研究
1.4.2 基于纳米压痕技术的材料其他机械性能研究
1.5 本文所做的主要工作和创新点
1.6 本章小结
第二章 电子背散射衍射(EBSD)与纳米压痕表征技术简介
2.1 引言
2.2 EBSD技术简介
2.2.1 扫描电镜中的背散射电子
2.2.2 EBSD技术的晶体学基础
2.2.3 EBSD系统的组成
2.2.4 EBSD技术的数据获得及相关原理
2.3 纳米压痕技术简介
2.3.1 压痕理论
2.3.2 纳米压痕系统的组成
2.3.3 连续刚度的测试原理
2.3.4 纳米压痕技术数据及其不确定度的分析
2.4 本章小结
第三章 实验材料和方法
3.1 引言
3.2 材料和处理工艺的选择
3.2.1 奥氏体不锈钢材料
3.2.2 奥氏体不锈钢焊接接头
3.2.3 奥氏体—铁素体异种钢焊接接头
3.3 金相样品的制备
3.3.1 奥氏体不锈钢材料
3.3.2 奥氏体不锈钢焊接接头
3.3.3 奥氏体—铁素体异种钢焊接接头
3.4 主要实验仪器及设备
3.5 本章小结
第四章 材料微结构—性能关系的"原位跟踪"观测技术
4.1 引言
4.2 "原位跟踪"观测技术的原理与方法
4.2.1 实验原理
4.2.2 实验步骤
4.3 "原位跟踪"观测技术在材料科学研究中的应用
4.4 本章小结
第五章 利用"原位跟踪"观测技术研究奥氏体不锈钢的超高温组织转变过程
5.1 引言
5.2 奥氏体不锈钢超高温组织转变的"原位跟踪"观测
5.3 奥氏体不锈钢超高温组织与晶界转变的EBSD"原位跟踪"观测
5.4 奥氏体不锈钢超高温组织"回复与再结晶"位错模型
5.5 本章小结
第六章 奥氏体不锈钢焊接溶池的凝固结晶特征及其在超高温下的转变
6.1 引言
6.2 焊接接头溶池结晶组织的特征及其影响因素
6.2.1 溶池结晶的形貌特征
6.2.2 溶池结晶取向的EBSD研究
6.2.3 溶池结晶竞争生长机制
6.3 焊接接头组织超高温转变的EBSD"原位跟踪"观测
6.4 本章小结
第七章 奥氏体不锈钢超高温表面氧化失效机理研究
7.1 引言
7.2 奥氏体不锈钢母材表面氧化皮特征
7.3 奥氏体不锈钢焊缝表面氧化皮特征
7.4 氧化皮的失效机理
7.5 本章小结
第八章 奥氏体不锈钢—铁素体异种钢焊接接头熔合区微米级微区残余应力—应变状态的研究
8.1 引言
8.2 焊态接头熔合区残余应力的测量与分析
8.3 焊后热处理接头熔合区残余应力的测量和分析
8.4 本章小结
第九章 全文总结
参考文献
博士期间的获奖情况和发表的论文
致谢
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]Numerical simulation method for weld line development in micro injection molding process[J]. 谢磊,ZIEGMANN Gerhard,蒋炳炎. Journal of Central South University of Technology. 2009(05)
[2]利用迹线测量晶体材料中特征面取向的EBSD方法[J]. 谢季佳,徐娟,洪友士. 电子显微学报. 2008(04)
[3]纳米压痕硬度计测方法的研究进展[J]. 周亮,姚英学. 计测技术. 2006(06)
[4]珠光体-奥氏体异种钢焊接接头中碳迁移的跟踪观测[J]. 黄文长,潘春旭,付强. 机械工程材料. 2006(04)
[5]孪晶面和孪晶位向关系的EBSD测定[J]. 陈绍楷,李晴宇,苗壮,许飞. 电子显微学报. 2005(04)
[6]晶界工程抑制SUS304不锈钢晶界贫铬机制[J]. 毕洪运. 钢铁. 2005(06)
[7]Cr5Mo异种钢焊接熔合区H2S腐蚀过程的原位观察[J]. 邹杨,潘春旭,傅强,陈超. 金属学报. 2005(04)
[8]Q235碳素钢不同热变形条件下退火过程的织构分析[J]. 田朝旭,杨平,冯惠平,孙祖庆. 北京科技大学学报. 2003(05)
[9]薄膜的力学测试技术[J]. 陈隆庆,赵明暤,张统一. 机械强度. 2001(04)
[10]纳米压痕技术在材料科学中的应用[J]. 谢存毅. 物理. 2001(07)
硕士论文
[1]纳米压入技术在金属材料微区力学性能表征中的应用研究[D]. 郭振丹.华东师范大学 2008
[2]纳米压痕试验方法研究[D]. 王春亮.机械科学研究总院 2007
本文编号：3667574
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3667574.html
