纳米结构钒基多组元合金的微观调控与力学性能研究
发布时间：2023-02-25 17:26
钒基合金作为核聚变反应堆重要的内衬结构候选材料之一,在中子辐照条件下可以保持低活化特性,并且具有抗辐照诱变膨胀及损伤等性能,但其较低的强度阻碍了实际的工程应用。高密度纳米析出相及材料组织结构的稳定性对合金在高温与强辐照条件下的安全服役有着重要的影响,并且析出相的存在也可以提高材料的强度和塑性。本课题以电弧熔炼的方法制备V基合金,通过调整各元素的成分比例和微量元素Pd掺杂的方式对合金进行微结构调控,研究结构对力学性能的影响,制备出具有大量纳米析出相的高强高塑的V基多组元合金。本文制备的VTiCrNi与VTi CrFe体系多组元合金为BCC结构固溶体相。通过前期筛选出的V35Ti25Cr10Ni30合金具有高密度的共格纳米析出相,V基与TiNi基主相中分别包含20 nm左右的富TiNi析出相和50 nm左右的富VCr析出相。合金表现出优异的力学性能,经压缩后屈服强度为1046 MPa,断裂应变量可达到30%。微量Pd元素的引入使合金综合性能进一步提升,纳米析出相在尺寸保持稳定的基础上密度得到提高,为合金...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 多组元合金的研究概况
1.2.1 多组元合金的提出与理论基础
1.2.2 多组元合金的结构
1.2.3 多组元合金的力学性能
1.3 多组元合金的制备方法
1.3.1 电弧熔炼法
1.3.2 机械合金化法
1.3.3 溅射沉积法
1.4 V基多组元合金的研究现状
1.5 选题意义与研究内容
第2章 实验过程及分析方法
2.1 实验方案及工艺路线
2.2 实验原料及设备
2.2.1 实验原料介绍
2.2.2 实验设备介绍
2.3 多组元合金的成分设计
2.3.1 合金的元素选择
2.3.2 合金的成分配比
2.4 多组元合金的制备工艺
2.4.1 电弧熔炼
2.4.2 线切割
2.4.3 退火处理
2.5 微观结构表征方法
2.5.1 X射线衍射(XRD)分析方法
2.5.2 扫描电子显微镜(SEM)分析方法
2.5.3 透射电子显微镜(TEM)分析方法
2.6 力学性能分析
2.6.1 维氏硬度分析
2.6.2 压缩性能测试
2.7 本章小结
第3章 VTiCrNi系多组元合金的实验结果与分析
3.1 引言
3.2 V35Ti25Cr10Ni30多组元合金结构与性能表征
3.2.1 V35Ti25Cr10Ni30 多组元合金的物相分析
3.2.2 V35Ti25Cr10Ni30 多组元合金的SEM及 EDS分析
3.2.3 V35Ti25Cr10Ni30 多组元合金的TEM分析
3.2.4 V35Ti25Cr10Ni30 多组元合金的力学性能
3.3 Pd元素对VTi Cr Ni多组元合金结构与性能影响
3.3.1 V34Ti25Cr10Ni30Pd1多组元合金的物相分析
3.3.2 V34Ti25Cr10Ni30Pd1 多组元合金的金相及EDS分析
3.3.3 V34Ti25Cr10Ni30Pd1 多组元合金的TEM分析
3.3.4 V34Ti25Cr10Ni30Pd1 多组元合金的力学性能
3.4 V-Ti-Cr-Ni体系多组元合金的强化机理
3.5 本章小结
第4章 VTiCrFe系多组元合金的实验结果与分析
4.1 VTiCrFe系多组元合金结构和力学性能
4.1.1 VTiCrFe系合金的制备与物相组成
4.1.2 VTiCrFe系合金的力学性能表征
4.2 VTiCrFePd系多组元合金结构和力学性能
4.2.1 VTiCrFePd系合金的制备与物相组成
4.2.2 VTiCrFePd系合金的力学性能表征
4.3 掺杂不同含量的Pd元素对V60Ti15Cr10Fe15合金的影响
4.3.1 V60Ti15Cr10Fe15+xPd系合金的制备与物相组成
4.3.2 V60Ti15Cr10Fe15+xPd系合金的SEM分析
4.3.3 V60Ti15Cr10Fe15+xPd系合金的力学性能
4.3.4 V60Ti15Cr10Fe15+xPd系合金的断口形貌
4.3.5 V60Ti15Cr10Fe15+5at.%Pd合金的TEM分析
4.3.6 Pd元素对V60Ti15Cr10Fe15 合金的强化机制
4.4 V60Ti15Cr10Fe15 体系合金的热稳定性研究
4.4.1 不同退火温度对V60Ti15Cr10Fe15 体系合金相组成的影响
4.4.2 不同退火温度对V60Ti15Cr10Fe15 体系合金硬度的影响
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
本文编号：3748879
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 多组元合金的研究概况
1.2.1 多组元合金的提出与理论基础
1.2.2 多组元合金的结构
1.2.3 多组元合金的力学性能
1.3 多组元合金的制备方法
1.3.1 电弧熔炼法
1.3.2 机械合金化法
1.3.3 溅射沉积法
1.4 V基多组元合金的研究现状
1.5 选题意义与研究内容
第2章 实验过程及分析方法
2.1 实验方案及工艺路线
2.2 实验原料及设备
2.2.1 实验原料介绍
2.2.2 实验设备介绍
2.3 多组元合金的成分设计
2.3.1 合金的元素选择
2.3.2 合金的成分配比
2.4 多组元合金的制备工艺
2.4.1 电弧熔炼
2.4.2 线切割
2.4.3 退火处理
2.5 微观结构表征方法
2.5.1 X射线衍射(XRD)分析方法
2.5.2 扫描电子显微镜(SEM)分析方法
2.5.3 透射电子显微镜(TEM)分析方法
2.6 力学性能分析
2.6.1 维氏硬度分析
2.6.2 压缩性能测试
2.7 本章小结
第3章 VTiCrNi系多组元合金的实验结果与分析
3.1 引言
3.2 V35Ti25Cr10Ni30多组元合金结构与性能表征
3.2.1 V35Ti25Cr10Ni30 多组元合金的物相分析
3.2.2 V35Ti25Cr10Ni30 多组元合金的SEM及 EDS分析
3.2.3 V35Ti25Cr10Ni30 多组元合金的TEM分析
3.2.4 V35Ti25Cr10Ni30 多组元合金的力学性能
3.3 Pd元素对VTi Cr Ni多组元合金结构与性能影响
3.3.1 V34Ti25Cr10Ni30Pd1多组元合金的物相分析
3.3.2 V34Ti25Cr10Ni30Pd1 多组元合金的金相及EDS分析
3.3.3 V34Ti25Cr10Ni30Pd1 多组元合金的TEM分析
3.3.4 V34Ti25Cr10Ni30Pd1 多组元合金的力学性能
3.4 V-Ti-Cr-Ni体系多组元合金的强化机理
3.5 本章小结
第4章 VTiCrFe系多组元合金的实验结果与分析
4.1 VTiCrFe系多组元合金结构和力学性能
4.1.1 VTiCrFe系合金的制备与物相组成
4.1.2 VTiCrFe系合金的力学性能表征
4.2 VTiCrFePd系多组元合金结构和力学性能
4.2.1 VTiCrFePd系合金的制备与物相组成
4.2.2 VTiCrFePd系合金的力学性能表征
4.3 掺杂不同含量的Pd元素对V60Ti15Cr10Fe15合金的影响
4.3.1 V60Ti15Cr10Fe15+xPd系合金的制备与物相组成
4.3.2 V60Ti15Cr10Fe15+xPd系合金的SEM分析
4.3.3 V60Ti15Cr10Fe15+xPd系合金的力学性能
4.3.4 V60Ti15Cr10Fe15+xPd系合金的断口形貌
4.3.5 V60Ti15Cr10Fe15+5at.%Pd合金的TEM分析
4.3.6 Pd元素对V60Ti15Cr10Fe15 合金的强化机制
4.4 V60Ti15Cr10Fe15 体系合金的热稳定性研究
4.4.1 不同退火温度对V60Ti15Cr10Fe15 体系合金相组成的影响
4.4.2 不同退火温度对V60Ti15Cr10Fe15 体系合金硬度的影响
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
本文编号：3748879
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