20CrMnTi稀土滲碳研究及稀土對碳擴(kuò)散影響的第一性原理計(jì)算.pdf

1、本文研究了20CrMnTi鋼有無稀土滲碳動力學(xué)，稀土添加對滲碳層組織和性能的影響。揭示了稀土滲碳層中顯微組織演變、顯微硬度變化規(guī)律、滲層增厚動力學(xué)和稀土在滲層中主要的存在位置。
　　滲碳層中顯微組織觀察和顯微硬度測量表明，稀土添加可以細(xì)化滲層組織、提高滲速、降低滲碳溫度，提高滲層表面硬度；20CrMnTi鋼在880和900C碳勢為1.3％條件下稀土滲碳5h，滲層中析出大量彌散細(xì)小顆粒狀碳化物，淬火后表層組織為針狀馬氏體+大量細(xì)小顆

2、粒碳化物+少量殘余奧氏體。滲層EDS觀察表明，滲層和碳化物中都存在稀土元素，且主要存在于滲層當(dāng)中。
　　基于第一性原理贗勢平面波方法，構(gòu)建并優(yōu)化了奧氏體和碳化物晶胞結(jié)構(gòu)模型，計(jì)算了有無稀土晶胞能量、晶格參數(shù)、電子結(jié)構(gòu)和C原子的擴(kuò)散激活能。奧氏體、碳化物能量和晶格參數(shù)的計(jì)算結(jié)果表明，稀土添加，使晶胞能量升高、體積增大，晶胞穩(wěn)定性降低，有利于C原子的擴(kuò)散，從而加速滲碳過程。奧氏體和碳化物電子結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果表明，稀土的添加使晶胞總態(tài)密度和