合金碳化物M23C6对CLAM钢晶界拉伸性能的影响机理研究

低活化马氏体-铁素体钢是目前核聚变反应堆的首选结构材料之一,钢中纳米级碳化物析出相对其韧塑性能起关键作用。本文以CLAM钢为研究对象,利用SEM、TEM对其显微组织、碳化物析出相M₂₃C₆(M=Fe, Cr)相及断裂微区进行表征与分析。结果表明,M₂₃C₆主要分布在马氏体板条边界,在拉伸过程中会造成位错缠结堆积,促发微裂纹的萌生和扩展。为了从原子尺度上探究碳化物对晶界变形行为的影响,采用分子动力学方法模拟了拉伸变形过程中晶界(∑5(031))上碳化物和位错的交互作用。模拟结果显示,晶界的塑性变形以位错滑移和非晶化塑性变形为主。随着碳化物尺寸增大和数量增多,非晶化塑性变形程度增强,位错运动受阻,造成局部结构应力集中并产生微裂纹。     

用切割投影法探讨Cd-Yb二十面体准晶原子模型

在假定原子面为球形的情况下,采用切割投影矩阵得出准晶Cd-Yb三维空间的原子团簇,并与其近似相进行对比.结果表明,除了第一层(无序)外,其余三层原子团簇均相吻合.     

强磁场对高铬钢中碳化物低温回火析出的影响

借助透射电镜、维氏硬度仪及计算机模拟,研究了外加强磁场对高铬钢中碳化物低温回火析出的影响。结果表明,试验钢分别在无磁场及外加磁场强度为12T的条件下于200℃回火60min时均有M3C型碳化物析出;在外加磁场作用下,试验钢中析出的M3C型碳化物数密度相比无外加磁场作用时的相应值显著增加,但试验钢显微硬度未发生明显改变。     

强磁场下贝氏体相变的热力学机制研究

借助微观组织观察,研究了外加强磁场对钢中贝氏体相变的影响,结果表明,12 T强磁场作用缩短了贝氏体相变时间,增加了贝氏体铁素体的体积分数,贝氏体铁素体板条更为致密。另一方面,本文考虑到磁场对材料磁矩、居里温度和结构参数的影响,扩展了经典磁自由能计算模型。结果发现,低于居里温度时,长程磁有序对贝氏体铁素体的磁性贡献占主导地位,高于居里温度时,短程磁有序对其磁性贡献最大。另外,磁致磁熵改变量在居里温度处达到最大值,表明此时磁场对贝氏体铁素体磁有序程度的影响最为显著。利用扩展模型计算得到的磁自由能变化规律与实验结果相吻合,扩展模型的有效性和准确性得到验证。     

合金碳化物(Fe,Mo)_3C的磁性及磁致热力学性质

利用基于第一性原理的VASP软件计算钢中合金碳化物(Fe,Mo)_3C在0 K、0 Pa的磁矩和形成能,利用热力学平衡软件MTDATA计算合金碳化物(Fe,Mo)_3C的化学自由能改变量,利用Weiss分子场理论计算合金碳化物在12 T强磁场下的磁自由能改变量。结果表明,合金碳化物(Fe,Mo)_3C的磁矩主要来源于不同Wyckoff位置的Fe原子,8d位置的Fe原子对磁矩的影响比4c位置的Fe原子更大,而Mo原子会使合金碳化物的磁矩降低;合金碳化物Fe_2MoC、Mo_3C的形成能为负,表明这两种合金碳化物比Fe_3C和FeMo_2C更稳定;另外,Mo原子会降低合金碳化物(Fe,Mo)_3C化学自由能改变量,增大其磁自由能改变量。     

基于特殊准随机结构模型的顺磁性奥氏体相的第一性原理研究

利用特殊准随机结构(special quasi-random structure,SQS)模拟顺磁性奥氏体相,基于密度泛函理论的第一性原理,使用VASP软件计算了无磁性和顺磁性fcc Fe结构的磁矩、平衡晶格常数及空位形成能,并与前人的实验值和模拟计算值进行对比.结果显示,相较于传统的无磁性模拟方法而言,利用SQS模型...