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《哈尔滨工业大学》 2006年
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高温和低张应力作用下钢中磷的非平衡晶界偏聚及其动力学模拟

王大友  
【摘要】: 合金元素(特别是微量元素)在晶界上的偏聚对工程材料的力学行为有着深刻的影响,多年来一直是冶金工作者和材料学工作者感兴趣的问题。溶质原子的晶界偏聚可分为平衡晶界偏聚和非平衡晶界偏聚两大类。对平衡偏聚的研究起步比较早,理论趋于成熟,但对非平衡偏聚的研究目前还存在很多空白和未知的领域,尤其是应力作用引起的非平衡晶界偏聚。 本文以2.25Cr-1Mo钢为实验材料,在低张应力作用引起的非平衡偏聚条件下以Xu模型为理论基础,通过AES实验测量了520℃、40 MPa条件下,7种不同的应力时效时间的P的晶界浓度,结果表明: 在张应力导致的晶界偏聚试验中,试验钢在520℃,40 MPa张应力时效过程中产生了明显的非平衡晶界偏聚现象,临界时间为30 min,超过临界时间以后P原子的晶界浓度缓慢下降,时效15 h以后,晶界浓度回到平衡值。 Misra RDK对非平衡晶界偏聚的解释建立在蠕变机制的基础上,他的实验合金发生了蠕变,而对于未发生蠕变及其它塑性变形的低张应力引起的非平衡晶界偏聚,Xu模型是适用的。本文通过实验和模拟得到的结论验证了Xu模型的有效性,验证了它对低张应力作用下的非平衡晶界偏聚的解释是合理的。 试验材料中P原子及P-空位复合体扩散系数的模拟结果与参考文献中模拟结果较为接近,张应力增加了溶质原子-空位复合体的扩散系速率,降低了溶质原子的扩散速率。在模拟数据的基础上,得到了反偏聚过程中P原子扩散系数随应力时效时间变化的规律Di =10 ~((-0.00121×t - 20.73485)) (m~2 s~(-1)) (t的单位为分钟)。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG113.1

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈莉;高温低压应力下2.25Cr1Mo钢中P的晶界贫化及晶界脆性研究[D];武汉科技大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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2 徐庭栋,焦兰英;高温和低张应力引起的非平衡晶界偏聚动力学(Ⅱ)——实验结果的动力学模拟[J];钢铁研究学报;2003年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 武建;2.25Cr1Mo钢中磷的平衡及应力引起的非平衡晶界偏聚[D];哈尔滨工业大学;2010年
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7 刘波;冶金质量对低温铸钢冲击韧性的影响[D];吉林大学;2005年
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10 孙宇;热壁加氢反应器材料2 1/4Cr-1Mo的回火脆性研究[D];南京工业大学;2005年
【同被引文献】
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1 徐庭栋,李庆芬,杨尚林;低作用应力引起的溶质在晶界非平衡偏聚或贫化[J];钢铁研究学报;2001年04期
2 徐庭栋;高温和低张应力引起的非平衡晶界偏聚动力学(Ⅰ)——理论模型[J];钢铁研究学报;2003年03期
3 徐庭栋,焦兰英;高温和低张应力引起的非平衡晶界偏聚动力学(Ⅱ)——实验结果的动力学模拟[J];钢铁研究学报;2003年04期
4 孙长辉,王红;钢的两类回火脆性综述[J];矿山机械;2003年07期
5 杨宇峰,郭晓岚,刘金纯;Cr-Mo钢高温反应器的回火脆性及控制[J];当代化工;2005年01期
6 赵萍;加氢反应器用2(1/4)Cr-1Mo钢回火脆性分析[J];河南石油;2002年03期
7 宋申华;徐庭栋;袁泽喜;余宗森;;硼的晶界非平衡偏聚临界时间和临界冷却速度的确定[J];武汉钢铁学院学报;1991年03期
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1 沈冬冬;P的晶界偏聚对2.25Cr-1.0Mo钢热塑性及回火脆性的影响[D];武汉科技大学;2002年
【二级引证文献】
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1 宋立平;孙荣禄;;2.25Cr-1Mo-0.25V钢的焊缝回火脆化研究[J];压力容器;2012年06期
【二级参考文献】
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1 徐庭栋;高温和低张应力引起的非平衡晶界偏聚动力学(Ⅰ)——理论模型[J];钢铁研究学报;2003年03期
【相似文献】
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4 孟凡英;崔容强;赵百川;陈凤翔;赵占霞;;多晶硅晶界复合特性[A];中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C];2001年
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7 高文娟;王效平;;石油套管奥氏体晶界的显现方法[A];山东省金属学会理化检验学术委员会理化检验学术交流会论文集[C];2009年
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