收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Ti2448合金相变机制及行为的定量电子显微学研究

齐璐  
【摘要】:Ti-24Nb-4Zr-8Sn(wt.%,Ti2448)合金作为一种亚稳β钛合金具有优异的力学和物理性能,例如,低模量、良好的强度和塑性、高可恢复应变,同时具有可调的热膨胀系数,极好的生物相容性,适用于但不限于生物医学应用。合金所表现的性能通常与材料中的微观结构有关,微观结构的变化经常是由于合金体系中存在各种平衡相和非平衡相的相变引起的。合金最终表现的力学性能取决于其形变机制、微观组织以及结构与成分之间的相互作用。但目前由于这些独特性能的关键机制仍未研究透彻,使得该合金在特定应用中的优化受到了极大的限制。本文通过像差校正和原位透射电子显微技术对Ti2448合金时效和变形过程中的相变机制进行研究,同时为提高材料性能提供了新思路。Ti2448合金在循环加载过程中可以表现出高达3.3%的可逆应变。一般来说,材料的超弹性和形状记忆性能与该材料中的可逆马氏体相变有关。因此,研究材料中的可逆相变及其控制因素一直是材料学家和物理学家的研究热点。在本文中,通过透射电镜的原位拉伸试验在Ti2448合金中发现一种新的可逆菱方ω相变。在加载的过程中,母体β相的对称性从立方结构降低到菱方结构。在卸载外力后,菱方结构完全恢复到原来的母体β相结构。而且,菱方ω和β相之间的界面表现出约8个原子间距(2 nm左右)的连续转变特征。第一性原理显示出这个菱方ω相对应着β相到六方ω相转变路径上的一个亚稳相的状态。这个ω相的菱方对称性(P-3m1)和β与菱方ω相之间产生的连续过渡、无缺陷的界面结构保证了该可逆相变的发生。这一可逆相变的发现对材料超弹性和形状记忆性能的提高具有一定的意义。良好的强度和塑性的结合对材料的应用至关重要。这些性能与合金中的固态相变密切相关。理解这些相变过程中的结构演化对物理学和材料应用具有十分重要的意义。在本文中,结合原子分辨透射电子显微镜、原子分辨率能量色散谱和第一性原理计算,在Ti2448合金时效过程中从原子水平定量表征了一种连续的扩散位移β→α”→α转变。这种转变是通过伪调幅分解机制进行的,这种机制是在β基体成分涨落的辅助下,结构和成分同时向平衡态连续变化的过程。此外,生成相导致了析出相-基体之间的晶格失配,从而在析出相周围产生共格应变场。共格应变场的存在对时效后合金硬度的提高有显著的贡献。这些结果对于通过优化热机械处理工艺来调节合金的微观组织结构和提高材料的力学性能具有重要的意义。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前16条
1 苗高蕾;;浅谈热处理对Ti2448合金冷轧板组织和性能的影响[J];山东工业技术;2013年12期
2 张振波;李述军;郝玉琳;杨锐;郭正晓;;中温旋锻变形Ti2448合金的显微组织及力学性能[J];中国有色金属学报;2010年S1期
3 王玺涵;李述军;贾明途;郝玉琳;杨锐;郭正晓;;造孔剂法制备多孔生物医用Ti2448合金[J];中国有色金属学报;2010年S1期
4 郝玉全;李述军;郝玉琳;杨锐;艾红军;;Ti2448合金种植体表面不同纳米管径生物活性膜对成骨细胞早期黏附的影响[J];微生物学杂志;2010年02期
5 赵明威;张芸;林建国;;孔隙尺寸对Ti-7.5Nb-4Mo-2.5Sn形状记忆多孔合金超弹性能的影响[J];铸造技术;2015年10期
6 袁柯;尹健;卢春辉;;Mg-10Er-2Zn-0.6Zr合金的组织及力学性能[J];特种铸造及有色合金;2016年02期
7 胡孔刚;魏健宁;;合金化对泡沫铝压缩力学性能的影响[J];九江学院学报;2007年06期
8 陆盘金,王定华,薛志庠,吴崇周;ZT6合金的主要力学性能数据[J];材料工程;1993年02期
9 曾小勤,王渠东,吕宜振,丁文江,朱燕萍,翟春泉,卢晨;Mg-9Al-0.5Zn-0.1Be-XCa合金的组织和力学性能研究[J];机械工程材料;2001年05期
10 范爱国;;新型高力学性能Mg合金[J];兵器材料科学与工程;2012年03期
11 吴懿萍;熊汉青;贾寓真;谢邵辉;李国锋;;经变形前退火、热压缩和时效处理后的Mg-8Gd-4Y-1Nd-0.5Zr合金的组织、织构和力学性能(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2019年05期
12 苏广才;庞祖高;张修海;艾香红;唐汉坤;;改良ZL101合金的力学性能[J];特种铸造及有色合金;2010年07期
13 Fatemeh YOUSEFI;Reza TAGHIABADI;Saeid BAGHSHAHI;;通过搅拌摩擦加工提高含锰亚共晶Al-4Ni合金的力学性能(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2019年03期
14 高爱华;张建新;郐吉才;;Mg-xSn-1.5Al-1Zn-1Si合金的高温力学性能研究[J];材料导报;2015年24期
15 邹益雄;危练峰;刘湘江;邹康元;陈觉清;;Ti2448合金与纯钛对原代成骨细胞生长的影响[J];口腔颌面修复学杂志;2017年03期
16 谭勇;高勃;;切削Ti2448与纯钛金瓷强度的对比评价[J];牙体牙髓牙周病学杂志;2016年01期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 张振波;李述军;郝玉琳;杨锐;郭正晓;;中温旋锻变形Ti2448合金的显微组织及力学性能[A];第十四届全国钛及钛合金学术交流会论文集(上册)[C];2010年
2 王玺涵;李述军;贾明途;郝玉琳;杨锐;郭正晓;;造孔剂法制备多孔生物医用Ti2448合金[A];第十四届全国钛及钛合金学术交流会论文集(下册)[C];2010年
3 魏强;杨贤金;崔振铎;;医用Ti-17Zr-18Nb合金显微组织和力学性能研究[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
4 ;第六届全国冷冻电子显微学与结构生物学专题研讨会日程安排[A];第六届全国冷冻电子显微学与结构生物学专题研讨会论文集[C];2019年
5 ;《电子显微学报》征稿简则[A];1996年中国青年学者物理学讨论会——薄膜材料与物理论文集[C];1996年
6 ;《电子显微学报》征稿简则[A];第八次全国电子显微学会议论文摘要集(Ⅰ)[C];1994年
7 ;《电子显微学报》征稿简则[A];第八次全国电子显微学会议论文摘要集(Ⅱ)[C];1994年
8 ;《电子显微学报》征稿简则[A];第四届全国STM学术会议论文集[C];1996年
9 ;《电子显微学报》征稿简则[A];第九次全国电子显微学会议论文摘要集(Ⅰ)[C];1996年
10 ;《电子显微学报》征稿简则[A];第五届全国STM学术会议论文集[C];1998年
11 ;《电子显微学报》征稿简则[A];第十次全国电子显微学会议论文集(Ⅰ)[C];1998年
12 ;《电子显微学报》征稿简则[A];全国第七届扫描隧道显微学学术会议(STM'7)论文集(一)[C];2002年
13 ;《电子显微学报》征稿简则[A];全国第七届扫描隧道显微学学术会议(STM'7)论文集(二)[C];2002年
14 ;《电子显微学报》征稿简则[A];2006年全国电子显微学会议论文集[C];2006年
15 ;《第十三届全国电子显微学会议》征文通知[A];第三届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2003年
16 丁泽军;李会民;;蒙特卡洛模拟方法在扫描电子显微学中的应用[A];第三届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2003年
17 李青;肖程波;杨海青;宋尽霞;李明;;合金元素对耐腐蚀定向合金显微组织及持久寿命影响研究[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
18 朱远志;尹志民;郭昌明;滕浩;;6Cr21Mn10MoVNbN合金的高温流变特性[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年
19 张亮;张小龙;吴国华;;Mg元素对铸造Al-2Li-2Cu-0.2Zr合金强韧性的影响[A];2017中国铸造活动周论文集[C];2017年
20 ;电子显微学报第十六卷(1997年)总目次[A];第四届全国STM学术会议论文集[C];1996年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 齐璐;Ti2448合金相变机制及行为的定量电子显微学研究[D];中国科学技术大学;2020年
2 卫爱丽;稀土元素对Zn-25 Al-5 Mg-2.5 Si合金组织和力学性能的影响[D];太原理工大学;2010年
3 彭丽聪;磁性斯格明子的洛伦兹电子显微学研究[D];中国科学院大学(中国科学院物理研究所);2018年
4 刘春辉;汽车用高性能铝合金强化析出相的演变及调控[D];湖南大学;2015年
5 舒文祥;Mg和Cu元素调控的7xxx系铝合金凝固特性及强韧化机理研究[D];北京科技大学;2016年
6 张梦迪;CrFeNi系多主元合金微观组织演化和力学性能研究[D];燕山大学;2019年
7 游志勇;合金化对高锌镁合金组织和性能影响的研究[D];太原理工大学;2012年
8 刘红宾;基于合金化改善镁合金强/韧性的研究[D];大连理工大学;2009年
9 苏再军;高强Mg-Y-Nd-Zn-Zr系铸造镁合金组织与性能研究[D];中南大学;2013年
10 徐丽娟;牙科用钛合金组织与性能的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
11 刘湃;考虑界面力学性能的多材料结构拓扑优化设计研究[D];大连理工大学;2019年
12 勾锐;木质基EPDM/PP复合材料的流变及力学性能研究[D];东北林业大学;2019年
13 陈冬;铀铌合金中碳化物夹杂及对力学性能的影响研究[D];中国工程物理研究院;2019年
14 李国;薄壁微构件振动辅助微细铣削加工关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2019年
15 赵洪山;先进高强钢多相、亚稳、多尺度、形貌(M4)组织特征与力学性能相关性规律研究[D];上海交通大学;2016年
16 郑青;新型格栅结构设计及力学性能研究[D];国防科技大学;2017年
17 张晓航;局部增强Al-Si合金结合区力学性能及疲劳行为研究[D];北京理工大学;2017年
18 蔡平;新型MAX相Nb_4AlC_3的制备及性能研究[D];中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所);2019年
19 夏书乐;低碳高硅马氏体高强钢组织与力学性能研究[D];燕山大学;2019年
20 许丛丛;胡萝卜冷、热加工后力学性能变化及与水状态关系的研究[D];上海交通大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 唐列冲;两向锻造对Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金显微组织及力学性能的影响[D];中南大学;2013年
2 周健;Ti2448合金烤瓷性能研究[D];第四军医大学;2011年
3 李永亮;热处理对Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn形状记忆合金的显微组织与力学性能的影响[D];湘潭大学;2013年
4 王炜;无铅易切削Al-Mg-Si合金研究[D];中南大学;2008年
5 赵俊才;合金化对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金显微组织和力学性能的影响[D];湘潭大学;2015年
6 万迎春;挤压及热处理对半连续铸造Mg-8Gd-3Y-0.4Zr合金显微组织及力学性能的影响[D];中南大学;2013年
7 吴德勇;Mg-3Y-2Zn-0.6Zr-Gd/Sm镁合金显微组织和力学性能控制的基础研究[D];重庆理工大学;2016年
8 程琴荣;制备工艺对钛系形状记忆合金组织性能的影响研究[D];华南理工大学;2015年
9 王元斐;二硫化钼纳米结构的电子显微学分析[D];中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所);2017年
10 刘小清;镁锌镝铒合金的力学性能及微观结构的电子显微学研究[D];武汉大学;2018年
11 徐伟;硼对医用Ti-22Nb-6Zr记忆合金显微组织及性能的影响[D];华南理工大学;2014年
12 马祥;中强高韧变形铝合金力学性能的研究[D];大连交通大学;2019年
13 孙晓慧;Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金冷轧微观组织及力学性能研究[D];中南大学;2013年
14 王雷;Al-9.0Zn-1.5Mg-XCu合金微结构、力学性能及淬火敏感性研究[D];中南大学;2013年
15 赵红艳;高熵固溶体合金的相组成和力学性能研究[D];大连理工大学;2015年
16 杜未未;Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金的放电等离子烧结制备及其组织与力学性能研究[D];昆明理工大学;2013年
17 刘秋平;稀土元素对7075合金机械性能的影响及回归工艺的优化[D];郑州大学;2015年
18 丁婷婷;Al、Cu含量对高熵合金组织及性能的影响[D];沈阳理工大学;2015年
19 黄海广;放电等离子烧结Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金的组织及力学与电化学性能研究[D];昆明理工大学;2012年
20 王迎新;Mg-8Zn-4Al-0.3Mn-x(y)合金显微组织及力学性能的研究[D];郑州大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 张虎 张昊 常州交通技师学院;关于单晶体和多晶体力学性能的探讨[N];科学导报;2019年
2 王艳萍;2200℃的科学之花[N];中国建材报;2017年
3 中航工业强度所副总工程师 杨胜春;创新复材力学性能表征与测试研究[N];中国航空报;2016年
4 长江;利用稀土提高镁合金的高温力学性能[N];中国有色金属报;2017年
5 王祝堂;铝-锌-镁中强可焊合金[N];中国有色金属报;2018年
6 记者 施雨润苗 通讯员 朱良杜;丰达合金王国宁半月内连获殊荣[N];团结报;2020年
7 本报实习记者 赵萍;粉末冶金高熵合金将获更多用武之地[N];中国冶金报;2020年
8 胡燕萍 陈济桁;高熵合金有望改变未来装备材料发展的“游戏规则”[N];中国航空报;2020年
9 本报记者 王金伟;恒利来合金:化解融资难 企业有奔头[N];许昌日报;2018年
10 记者 倪燕英 通讯员 黄黎明;浦江产合金热塑板填补国内空白[N];金华日报;2019年
11 孙政依;解开合金优化“方程式”[N];通化日报;2019年
12 王祝堂;海洋可焊高强度7A33合金[N];中国有色金属报;2019年
13 本报记者 吴奕萱;三十年砥砺前行 博威合金引领国内合金材料产业发展[N];证券日报;2019年
14 王祝堂;聊聊铝-锌系合金[N];中国有色金属报;2018年
15 王祝堂;7003合金的性能[N];中国有色金属报;2018年
16 记者 付永文;中铝华润一期50万吨合金铝项目通电投产[N];吕梁日报;2018年
17 王祝堂;通用器材铝挤压合金6005[N];中国有色金属报;2017年
18 王祝堂;谈谈4xxx系合金那些事[N];中国有色金属报;2016年
19 王祝堂;说说5056型合金那些事[N];中国有色金属报;2016年
20 王祝堂;粗说6xxx系合金的停放效应[N];中国有色金属报;2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978