【摘 要】
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本文选取合金的两种非平衡制备方法—深过冷快速凝固法和高能球磨法制备了Ni-Fe-Pb和Fe-Cr-C单相过饱和固溶体,借助扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显
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本文选取合金的两种非平衡制备方法—深过冷快速凝固法和高能球磨法制备了Ni-Fe-Pb和Fe-Cr-C单相过饱和固溶体,借助扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及选区电子衍射(SAED)等对合金试样的微观形貌及演化进行分析,并通过真空热处理等手段,结合晶粒生长热动力学理论模型分析了其后的晶粒生长及原子偏聚行为。得出以下主要结论:(1)Ni-Fe-Pb深过冷快速凝固合金中,发生了晶粒尺寸的两次细化现象,利用HRTEM和SAED证实,一次细化是由于枝晶熟化发生枝晶的重熔碎断,二次细化是由于深过冷组织内应力累积导致的再结晶;Ni-Fe-Pb单相过饱和固溶体的热处理发现,随着保温温度的增加,组织晶粒平均尺寸会有所增加,随着保温时间的增长,平均尺寸亦会随之增长,且发生了两次生长现象,一次生长源于Fe、Pb的溶质偏聚导致的晶界能减小,二次生长源于Fe Pb3第二相沉淀导致的晶界能增加。(2)利用高能球磨法,并通过改善球磨时间、分散剂等条件,制备了单相过饱和固溶体Fe-Cr-C纳米晶合金粉末;对Fe-Cr-C合金粉末进行800℃真空热处理,结合XRD及HRTEM分析了其内部纳米晶粒,获得了纳米晶粒尺寸与退火温度的函数关系,进一步证实,Cr、C在晶界的溶质偏聚导致纳米晶的热稳定。(3)建立了三元非平衡合金晶粒生长的热稳定模型,并利用Ni-Fe-Pb,Fe-CrC,Fe-Cr-Zr,Fe-Ni-Zr等晶粒生长实验数据进行拟合验证,模型计算发现,晶粒生长的停止及尺寸的稳定与保温温度具有精确的函数关系,且多种组元协同偏聚促进晶粒的稳定性。
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