EBPVD制备Fe基ODS合金的Y、Ti微合金化研究
发布时间：2022-04-27 19:38
Fe基氧化物弥散强化合金（ODS）具有优异的高温力学性能和抗辐照损伤性能，是第四代核裂变反应堆和未来核聚变反应堆的首选材料。其微观组织结构特征是在Fe基体合金中高度弥散分布着纳米级氧化物。为获得这种特殊的成分及微观组织，已经开展了多种制备工艺方法研究。作为主流技术，机械合金化（MA）工艺研究已经取得了众多突破性进展，但由于MA技术不适宜制备核燃料包壳所需的薄壁管，探索新型的材料制备方法一直为相关领域所关注。本文就电子束物理气相沉积（EBPVD）技术制备Fe基ODS的基本问题之一，关键成分Ti、Y进行了研究。基于MA制备技术的研究已经证实：对于Y-Ti-O增强相的Fe基ODS合金，Ti和Y的含量可显著影响氧化物相组成、弥散度及颗粒尺寸，但由于EBPVD与MA制备原理存在巨大差异，尤其是纳米级特殊氧化物的形成机制完全不同。为准确认识新型工艺条件下Ti及Y对微观组织结构的影响规律，促进对EBPVD制备过程纳米级特殊氧化物颗粒形成机制的理解，开展了相关研究。本文采用EBPVD技术制备了不含氧化物强化相的FeCrTi合金、不含Ti的FeCr-ODS合金，以及FeCrTi-ODS合金三种材料，并就...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究的背景和意义
1.2 Fe基ODS合金发展历程
1.2.1 Fe基ODS合金成分及微观结构特征
1.2.2 微合金元素在MA制ODS中的作用
1.3 氧化物弥散强化合金的制备方法
1.4 EBPVD技术研究进展
1.4.1 EBPVD技术简介
1.4.2 EBPVD技术制备态材料的组织特点
1.5 制备态材料的后处理
1.5.1 高温热处理
1.5.2 热处理条件对强化相的影响
1.6 本文的主要研究内容
第2章 设备、材料和分析方法
2.1 引言
2.2 材料制备
2.2.1 EBPVD设备特征
2.2.2 材料制备过程
2.3 力学性能测试
2.3.1 拉伸性能测试
2.3.2 维氏硬度测试
2.3.3 蠕变性能测试
2.4 材料成分与组织结构分析
2.4.1 化学滴定与离子耦合光谱
2.4.2 X射线衍射分析
2.4.3 扫描电子显微分析
2.4.4 高分辨/透射电子显微分析
2.4.5 直流电解第二相分析
2.5 本章小结
第3章 相组成与微观结构测试
3.1 引言
3.2 三种合金的物相组成
3.3 截面形貌
3.3.1 制备态材料的截面形貌
3.3.2 热处理后的材料形貌
3.4 表面形貌
3.4.1 制备态材料腐蚀图像
3.4.2 热处理后材料形貌
3.5 析出相
3.5.1 制备态材料的析出相形貌
3.5.2 高温热处理态材料的析出相形貌
3.6 微结构表征
3.6.1 晶粒形貌及尺寸表征
3.6.2 增强相的尺寸及分布
3.7 纳米增强相的成分表征
3.7.1 FeCrTi-ODS合金的HRTEM分析
3.7.2 FeCr-ODS二维面探X射线分析
3.8 本章小结
第4章 Y、Ti对力学性能的影响
4.1 引言
4.2 三种试样制备态的拉伸性能
4.2.1 制备态试样室温拉伸性能
4.2.2 制备态试样 600℃拉伸性能
4.2.3 制备态试样 800℃拉伸性能
4.3 三种材料热处理后的拉伸性能
4.3.1 热处理态试样室温拉伸性能
4.3.2 热处理态试样 600℃拉伸性能
4.3.3 热处理态试样 800℃拉伸性能
4.4 三种合金材料的维氏硬度
4.5 FeCrTi-ODS合金的抗蠕变性能
4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]论FeCr合金辐照损伤的多尺度模拟[J]. 贺新福,杨文,樊胜. 物理学报. 2009(12)
[2]含W型10%Cr超超临界钢中δ-铁素体的微观结构及其对力学性能的影响[J]. 胡小强,肖纳敏,罗兴宏,李殿中. 金属学报. 2009(05)
博士论文
[1]EBPVD制备Y2O3弥散强化FeCrAl薄板力学行为及微观结构[D]. 林秀.哈尔滨工业大学 2010
[2]EB-PVD制备镍基合金薄板组织与性能研究[D]. 宋广平.哈尔滨工业大学 2009
[3]EB-PVD制备高硅钢箔及后处理工艺研究[D]. 李晓.哈尔滨工业大学 2008
[4]Ti/Ti-Al微层板的设计与EB-PVD工艺制备研究[D]. 马李.哈尔滨工业大学 2008
[5]EB-PVD Ni-Cr薄板沉积的多尺度模拟[D]. 单英春.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]ODS铁素体耐热钢烧结过程中的相变[D]. 李艳丽.天津大学 2010
本文编号：3649051
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究的背景和意义
1.2 Fe基ODS合金发展历程
1.2.1 Fe基ODS合金成分及微观结构特征
1.2.2 微合金元素在MA制ODS中的作用
1.3 氧化物弥散强化合金的制备方法
1.4 EBPVD技术研究进展
1.4.1 EBPVD技术简介
1.4.2 EBPVD技术制备态材料的组织特点
1.5 制备态材料的后处理
1.5.1 高温热处理
1.5.2 热处理条件对强化相的影响
1.6 本文的主要研究内容
第2章 设备、材料和分析方法
2.1 引言
2.2 材料制备
2.2.1 EBPVD设备特征
2.2.2 材料制备过程
2.3 力学性能测试
2.3.1 拉伸性能测试
2.3.2 维氏硬度测试
2.3.3 蠕变性能测试
2.4 材料成分与组织结构分析
2.4.1 化学滴定与离子耦合光谱
2.4.2 X射线衍射分析
2.4.3 扫描电子显微分析
2.4.4 高分辨/透射电子显微分析
2.4.5 直流电解第二相分析
2.5 本章小结
第3章 相组成与微观结构测试
3.1 引言
3.2 三种合金的物相组成
3.3 截面形貌
3.3.1 制备态材料的截面形貌
3.3.2 热处理后的材料形貌
3.4 表面形貌
3.4.1 制备态材料腐蚀图像
3.4.2 热处理后材料形貌
3.5 析出相
3.5.1 制备态材料的析出相形貌
3.5.2 高温热处理态材料的析出相形貌
3.6 微结构表征
3.6.1 晶粒形貌及尺寸表征
3.6.2 增强相的尺寸及分布
3.7 纳米增强相的成分表征
3.7.1 FeCrTi-ODS合金的HRTEM分析
3.7.2 FeCr-ODS二维面探X射线分析
3.8 本章小结
第4章 Y、Ti对力学性能的影响
4.1 引言
4.2 三种试样制备态的拉伸性能
4.2.1 制备态试样室温拉伸性能
4.2.2 制备态试样 600℃拉伸性能
4.2.3 制备态试样 800℃拉伸性能
4.3 三种材料热处理后的拉伸性能
4.3.1 热处理态试样室温拉伸性能
4.3.2 热处理态试样 600℃拉伸性能
4.3.3 热处理态试样 800℃拉伸性能
4.4 三种合金材料的维氏硬度
4.5 FeCrTi-ODS合金的抗蠕变性能
4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]论FeCr合金辐照损伤的多尺度模拟[J]. 贺新福,杨文,樊胜. 物理学报. 2009(12)
[2]含W型10%Cr超超临界钢中δ-铁素体的微观结构及其对力学性能的影响[J]. 胡小强,肖纳敏,罗兴宏,李殿中. 金属学报. 2009(05)
博士论文
[1]EBPVD制备Y2O3弥散强化FeCrAl薄板力学行为及微观结构[D]. 林秀.哈尔滨工业大学 2010
[2]EB-PVD制备镍基合金薄板组织与性能研究[D]. 宋广平.哈尔滨工业大学 2009
[3]EB-PVD制备高硅钢箔及后处理工艺研究[D]. 李晓.哈尔滨工业大学 2008
[4]Ti/Ti-Al微层板的设计与EB-PVD工艺制备研究[D]. 马李.哈尔滨工业大学 2008
[5]EB-PVD Ni-Cr薄板沉积的多尺度模拟[D]. 单英春.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]ODS铁素体耐热钢烧结过程中的相变[D]. 李艳丽.天津大学 2010
本文编号：3649051
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3649051.html
