簡介:材料科學(xué)基礎(chǔ),第一章材料的結(jié)構(gòu),前言,材料熱處理學(xué)報(bào),29(1),99-101,2008304奧氏體不銹鋼熱誘發(fā)馬氏體相變研究楊卓越、王建、陳嘉硯,摘要借助X射線衍射技術(shù),研究了304奧氏體不銹鋼熱誘發(fā)馬氏體相變傾向。結(jié)果表明C、MN、CR和NI接近標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下限,304不銹鋼的穩(wěn)定性急劇下降,致使液氮內(nèi)冷卻后的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)棣 浠颚ヱR氏體,室溫拉伸即形成應(yīng)變誘發(fā)Ε和Α′馬氏體,而且較小的室溫變形顯著增大隨后液氮內(nèi)冷卻的熱誘發(fā)Α′馬氏體相變傾向,但隨室溫預(yù)應(yīng)變增大快速形成應(yīng)變誘發(fā)Α′馬氏體,致使隨后在液氮內(nèi)發(fā)生熱誘發(fā)Α′馬氏體傾向下降。此外,研究表明Ε馬氏體的形成及消失與Α′馬氏體的累積量有關(guān)。,SHUILI,JINTAO,TIANSUGUI,HUZHUANGQIINFLUENCEOFPRECIPITATEMORPHOLOGYONTENSILECREEPOFASINGLECRYSTALNICKELBASESUPERALLOY,ABSTRACTTHEINFLUENCEOFTHEPRECIPITATEMORPHOLOGYONTHECREEPPROPERTIESOF001ORIENTATEDSPECIMENSOFANICKELBASESINGLECRYSTALSUPERALLOYHASBEENINVESTIGATEDSPECIMENSWITHTWODIFFERENTMICROSTRUCTURES,NAMELYASHEATTREATEDCRYSTALSWITHCUBOIDALPARTICLESANDCRYSTALSGIVENACOMPRESSIONPRETREATMENTTOFORMARAFTMICROSTRUCTUREORIENTATEDPARALLELTOTHESTRESSAXIS,WERECREPTAT800AND1000?CTHEANALYSISOFTHEEXPERIMENTSSHOWTHAT,AT800?CAND600MPA,THEALLOYWITHCUBOIDALPRECIPITATESEXHIBITEDBOTHLOWERCREEPRATESANDLONGERRUPTURELIVESCOMPAREDTOTHOSEWITHRAFTEDTEMEXAMINATIONSHOWEDTHAT,INADDITIONTO{111}110SLIPSYSTEMOPERATEDINMATRIX,THEPRECIPITATESARECUTBYSUPERLATTICEDISLOCATIONSANDSTACKINGFAULTITINDICATEDTHATDISLOCATIONSCOULDSHEARTHESEMICOHERENTRAFTSRELATIVELYEASILYOMPAREDTOTHECOHERENTCUBOIDALAT1000?CAND200MPA,THEALLOYWITHRAFTMICROSTRUCTUREEXHIBITEDANEXTREMELYLOWMINIMUMCREEPRATEANDLONGERRUPTURELIFETHEDISLOCATIONSMOVEMENTBYTHECOMBINATIONOFCLIMBINGANDGLIDINGPROCESSESANDTHEGLIDE–CLIMBALONG/VERTICALINTERFACESAREIMPEDEDMOSTSTRONGLYTHISINDICATESTHATTHERAFTEDSTRUCTUREISBENEFICIALTOIMPROVINGCREEPRESISTANCEOFTHEALLOYUNDERTHETESTCONDITION,MATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGA454–4552007461–466,FIG5DISLOCATIONSTRUCTUREOFAPRECOMPRESSIONTREATMENTSPECIMENSDURINGCREEPAT800?CAND600MPAAT0,BT10H,CT50HANDDAFTERFAILATT287H,FIG8SCHEMATICOFDISLOCATIONSHEARINGPRECIPITATEBYSTACKINGFAULT,相關(guān)概念,304不銹鋼熱誘發(fā)液氮-拉伸變形-液氮-X光、TEMΓ奧氏體Α′立方馬氏體Ε六方馬氏體X射線、TEM111200220311NICKELBASESUPERALLOY001ORIENTATED001位向SINGLECRYSTAL單晶體CUBOIDALPARTICLES立方系顆粒{111}110SLIPSYSTEM滑移系DISLOCATIONSANDSTACKINGFAULT位錯和層錯DISLOCATIONSCLIMBINGANDGLIDING位錯攀移和滑移,⑴相變機(jī)制固態(tài)相變過飽和固溶體蠕變位錯層錯滑移攀移⑵晶體學(xué)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單晶體多晶體原子排列體心立方面心立方密排六方晶體表征晶面指數(shù)晶向指數(shù),內(nèi)容及要求懂-會-熟(練習(xí)),本章內(nèi)容,1化學(xué)鍵2晶體和非晶體3空間點(diǎn)陣-4要素14種點(diǎn)陣(7個(gè)晶系)陣點(diǎn)晶向晶面晶胞(單胞)4晶向指數(shù)5晶面指數(shù)6典型金屬晶體結(jié)構(gòu)體心立方面心立方密排六方7合金相結(jié)構(gòu)固溶體中間相,§11材料的結(jié)合方式,化學(xué)鍵質(zhì)點(diǎn)間的作用力共價(jià)鍵共用電子對所產(chǎn)生的力離子鍵兩種離子間的靜電力金屬鍵屬正離子與自由電子之間的力范德瓦爾斯鍵正負(fù)電荷部分間的微弱靜電力,共價(jià)鍵,離子鍵,金屬鍵,,§12晶體學(xué)基礎(chǔ),原子排列無序短程有序長程有序晶體三維、周期性重復(fù)(整齊排列)近程有序,一、空間點(diǎn)陣,質(zhì)點(diǎn)-幾何點(diǎn)空間點(diǎn)陣陣點(diǎn)=結(jié)構(gòu)單元(原子、離子、分子、集團(tuán))晶格晶體結(jié)構(gòu)-晶體點(diǎn)陣晶胞對稱、棱角、直角、體積,對稱最好棱角最多直角最多體積最小,晶胞的表征XYZABCΑΒΓ,布拉菲點(diǎn)陣“每個(gè)陣點(diǎn)環(huán)境相同”(1848)14種點(diǎn)陣-7個(gè)晶系,7個(gè)晶系-14種點(diǎn)陣,課堂練習(xí)1-1,晶胞的表征畫出面心立方、體心立方、密排六方結(jié)構(gòu)圖。畫圖說明面心立方點(diǎn)陣可以表示為體心立方點(diǎn)陣。畫14種單胞舉例說明和UVW、{HKL}與HKL的區(qū)別,練習(xí)1-1參考答案,二、晶向指數(shù)和晶面指數(shù),晶向指數(shù),晶面指數(shù),六方系指數(shù),課堂練習(xí)1-2,在立方系中繪出{110}、{111}晶面族所包含的晶面及(112),(120)晶面。作圖表示出晶面族所包含的晶面。確定(112)和(120)晶面。求金剛石結(jié)構(gòu)中通過(0,0,0)和(3/4,3/4,1/4)兩碳原子的晶向,及于該晶向垂直的晶面。,,練習(xí)1-2答案,,,№1,∞、∞、∞、1,(1121)1、1、-1/2、1,,№2,晶帶相交或平行于某直線的所有晶面,直線晶帶軸晶帶定理HUKVLW0,晶面間距,,面間距的應(yīng)用-物相鑒定,FE的PDF卡片已知,FE的X射線衍射譜實(shí)驗(yàn),求(121)與(100)決定和(001)和(111)所決定晶帶軸計(jì)算面心立方結(jié)構(gòu)(111),(110),(100)的面間距。--其它面間距公式-計(jì)算任意晶面的面間距,課題練習(xí)1-3,№4,,三、極圖,,EBSP,晶體極射赤面投影,,,基園赤道緯線,課題練習(xí)1-4,EBSP文獻(xiàn),§13材料的晶體結(jié)構(gòu),一、典型金屬的晶體結(jié)構(gòu),二、原子半徑配位數(shù)面心立方,致密度原子體積/晶胞體積,間隙體心-四12/八6面心-四8/八4,試證明等徑鋼球最緊密堆積時(shí)所形成的密排六方結(jié)構(gòu)有C/A=1633,CB√3A/6C/2√2/3AC/A≈1633,,,,四、間隙,課題練習(xí)5,計(jì)算面心立方結(jié)構(gòu)的八面體間隙和四面體間隙半徑,并用間隙半徑和原子半徑之比表示間隙的大小。2畫四面體、八面體間隙,金剛石結(jié)構(gòu)SI、GE、SN、C共價(jià)鍵配位數(shù)=8-N族數(shù)=4致密度034(低于面心立方結(jié)構(gòu)),四面體間隙RB/RA≈0255八面體間隙RB/RA≈0414,三、原子的堆垛方式,132晶體結(jié)構(gòu),共價(jià)鍵晶體離子鍵晶體固溶體置換固溶體間隙固溶體合金相中間相正常價(jià)化合物電子化合物間隙相/間隙化合物拓?fù)涿芏严?,,,共價(jià)鍵晶體結(jié)構(gòu)金剛石結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)鏈狀結(jié)構(gòu),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,VA族元素菱形層狀結(jié)構(gòu)配位數(shù)3,VIA族元素鏈狀結(jié)構(gòu)配位數(shù)2,離子晶體結(jié)構(gòu),典型離子化合物的晶體結(jié)構(gòu),離子晶體閱讀-思考題,畫圖說明CSCL結(jié)構(gòu)、離子位置、配位數(shù)畫圖說明NACL結(jié)構(gòu)、離子位置、配位數(shù)畫圖說明CAF2結(jié)構(gòu)、離子位置、配位數(shù)總結(jié)離子晶體的一般特征,組元相單相合金多相合金,合金相結(jié)構(gòu)固溶體和中間相,置換固溶體,固溶體,圖1-33,條件晶體結(jié)構(gòu)類型相同原子尺寸(RARB)/RA±1415電負(fù)性?。纬晒倘荏w,大-形成化合物電子濃度FCC136BCC148HCP175,,,,間隙固溶體FCCFC9%BCCFC0095,無序-偏聚-短程有序完全有序(有序固溶體-超結(jié)構(gòu)、超點(diǎn)陣),固溶體的微觀不均勻性,CUAUII型超結(jié)構(gòu),正常價(jià)化合物符合原子價(jià)規(guī)律ABAB2A2B3硬脆2電子化合物HUMEROTHERY定律濃度決定結(jié)構(gòu)表1-6熔點(diǎn)高硬脆間隙相和間隙化合物過渡族金屬+非金屬RX/RM-059拓?fù)涿芏严啻笮≡樱拿骟w間隙(空間圖形的分離性/緊性/連通性),中間相超過溶解度形成的新相,正常價(jià)化合物ABNACL,正常價(jià)化合物AB2CAF2,,,CL,NA,,,正常價(jià)離子化合物,電子化合物Β-21/14-體心立方(CUZN)Γ-21/13-復(fù)雜立方(CU5ZN8)Ε-21/12-密排六方(CUZN3),硬-脆-強(qiáng),間隙相高硬度、高熔點(diǎn)、金屬性,間隙化合物M3CM7C3M23C6,1650℃1340HVFE14密排C4間隙(八)FEC31,拓?fù)涿芏严郘AVESΣRP,,,,,課題練習(xí),氯化鈉與金剛石各屬于那種空間點(diǎn)陣計(jì)算其配位數(shù)與致密度12。,氯化鈉面心立方正負(fù)離子配位數(shù)6致密度067,金剛石面心立方配位數(shù)4致密度034,NACL占一個(gè)陣點(diǎn),面心立方,每個(gè)NA(CL)周圍有6個(gè)CL(NA),配位數(shù)6;RNA0097NM,RCL=0181NM,A=2(0097+0181)=0556NM。4個(gè)陣點(diǎn)-K=067,金剛石面心六方配位數(shù)4(8-N)原子半徑111原子鄰接,CS與CL-的相對原子質(zhì)量分別為1329和3545,離子半徑分別為0170NM和0181NM,試述晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn),屬于何種空間點(diǎn)陣并求離子配位數(shù)、致密度K和密度Ρ。,1離子半徑比0939方向正負(fù)離子相切,致密度密度421G/CM3,FEAL是電子化合物,電子濃度為3/2,畫出(112)面原子排列112對晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類性總結(jié)VCFE3CCUZNMGCU2類型及結(jié)構(gòu)(1-13),參考答案,1FEAL電子化合物,C電=3/2體心立方2VC間隙相,F(xiàn)CC,V在結(jié)點(diǎn),C在八面體間隙,NACL型結(jié)構(gòu)FE3C復(fù)雜晶格,正交系,F(xiàn)E近密堆排列,呈八面體,C在八面體間隙CUZN電子化合物C電=3/2BCCMGCU2LAVES相復(fù)雜立方,CU組成小四面體,MG位于四面體間隙,組成金剛石結(jié)構(gòu),
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