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相变Fe20Ni5.4Mn(wt%)合金中板条马氏体微结构和相变

收藏本文 2024-04-18 点赞:7855 浏览:24854 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:对板条马氏体的深入认识是许多高强度钢组织制约、设计钢成分和热处理工艺的重要论述基础。马氏体论述探讨的一个重要方面是马氏体相变晶体学,这是理解马氏体形貌和相关性能的核心。本论文运用透射电镜(TEM)对Fe-20Ni-5.4Mn(wt%)合金中板条马氏体两相位向联系、惯习面、内部位错组态和界面结构开展系统地探讨。采取菊池花样定量浅析得到同一板条内两相位向联系不有着本征变化,平均位向联系为(111)f偏离(011)_b1.3°,[10-1]f偏离[11-1]_b1.6°。板条马氏体两侧界面一侧平直,另一侧不规则,这可能是由于相变历程中板条朝着不规则一侧界面移动导致的结果。通过双直立法和(或)迹线+直立法确定平直一侧界面平均取向为(0.380.390.34)f|(-0.010.470.43)_b。通过不同衍射矢量的中心暗场像确定板条马氏体内部有着4套111_b/2(近)螺位错,奥氏体内部观察到[011]f/2和[10-1]f/2两组(近)螺位错或具有较大螺位错分量的混合位错。界面上观察到一组间距为6~15nm的[10-1]f/2|[11-1]_b/2混合位错。运用热台原位TEM观察到马氏体逆相变历程中界面在~550C以台阶方式在板条一侧时断时续运动,最高速率达到0.79μm s-1。本工作还对板条马氏体表面浮凸进行系统地定量表征。采取原子力显微镜(AFM)结合背散射衍射(EBSD)观察到该合金中板条马氏体浮凸呈帐篷型。借鉴双面金相位移合成法合成单面样品浮凸的平均位移矢量为[0.370.43-0.82]f,最大切变角为29.8。运用AFM观察到最大浮凸角为22.4,小于合成得到的最大切变角,这可能由于惯习面不垂直于自由表面所致。马氏体表象论述被用于解释板条马氏体相变晶体学。当输入(-110)[110]_b切变系统时计算得到的结果与本论文实验观察到的两相位向联系、惯习面取向和浮凸位移矢量方向和大小较为吻合。(-110)[110]_b可以等效为_bcc中两个常见滑移系(-110)_b[111]_b和(-110)_b[11-1]_b组合而成。本工作还基于二维倒空间O线性质和正空间位移浅析,推导了界面含有一组平行矢量的不变线系统中各晶体学参量的剖析表达式,可以用于解释前人在马氏体相变中所观察到的实验结果。关键词:板条马氏体论文相变晶体学论文界面结构论文表面浮凸论文

    摘要4-5

    Abstract5-10

    第1章 引言10-30

    1.1 课题背景和选题作用10

    1.2 文献综述10-28

    1.2.1 相变晶体学模型10-21

    1.2.2 表面浮凸的实验探讨和论述模型进展21-24

    1.2.3 板条马氏体相变晶体学的探讨近况24-28

    1.3 课题来源与论文探讨目标28-30

    1.3.1 主要探讨目标29

    1.3.2 各章内容安排29-30

    第2章 实验材料和实验策略30-35

    2.1 本章引言30

    2.2 合金成分的选择和热处理工艺的确定30-31

    2.3 实验设备及试样准备31-34

    2.3.1 显微组织观察31

    2.3.2 X 射线衍射浅析31

    2.3.3 透射电镜试样准备及浅析设备31-34

    2.3.4 表面浮凸试样准备及浅析设备34

    2.4 本章小结34-35

    第3章 运用 TEM 对板条马氏体相变晶体学的探讨35-86

    3.1 本章引言35

    3.2 残余奥氏体/板条马氏体的位向联系35-43

    3.2.1 位向联系的求解策略35-40

    3.2.3 位向联系测量结果及讨论40-43

    3.3 相邻板条取向联系的测量结果及讨论43-44

    3.4 惯习面的求解和测量结果及讨论44-47

    3.5 位错结构47-64

    3.5.1 位错结构的判定策略47-49

    3.5.2 板条马氏体内部位错结构49-58

    3.5.3 奥氏体内部位错结构58-64

    3.5.4 讨论64

    3.6 界面结构64-77

    3.6.1 界面基本特点64-66

    3.6.2 界面位错柏氏矢量的确定66-72

    3.6.3 界面位错线方向的确定72-74

    3.6.4 界面真实位错间距的确定74-76

    3.6.5 界面原子结构76-77

    3.6.6 讨论77

    3.7 界面运动77-84

    3.7.1 界面原位观察77-83

    3.7.2 讨论83-84

    3.8 本章小结84-86

    第4章 板条马氏体表面浮凸的探讨86-101

    4.1 本章引言86

    4.2 实验策略86

    4.3 实验结果86-99

    4.3.1 板条马氏体表面浮凸的分布特点86-87

    4.3.2 表面浮凸类型87-89

    4.3.3 表面浮凸位移矢量的求解89-99

    4.4 讨论99-100

    4.5 本章小结100-101

    第5章 马氏体相变晶体学的论述探讨101-121

    5.1 本章引言101

    5.2 求解不变线应变系统中相变晶体学参量的二维剖析策略101-113

    5.2.1 OR 的确定102-104

    5.2.2 惯习面取向的确定104-106

    5.2.3 xin和位错结构的计算106-109

    5.2.4 fcc/bcc 系统中的运用109-112

    5.2.5 讨论112-113

    5.3 对本课题实验结果的论述探讨113-120

    5.3.1 O 线模型的尝试114-115

    5.3.2 PTMC 的尝试115-119

    5.3.3 讨论119-120

    5.4 本章小结120-121

    第6章 结论121-123

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