高溫和中、高張應(yīng)力下2.25cr1mo鋼中p原子的晶界偏聚

1、武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文高溫和中、高張應(yīng)力下2.25Cr1Mo鋼中P原子的晶界偏聚姓名：萬(wàn)濤申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：袁澤喜20090410第1 I 頁(yè) 武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文A b s t r a c tT h eg r a i nb o u n d a r i e s s e g r e g a t i o no f s o l u t e a t o m s h a s a n i m p o r t a n ti

2、 n f l u e n c e o n t h em e c h a n i c a lb e h a v i o ro f e n g i n e e r i n g m a t e r i a l s ，a n d i t i s a l li n t e r e s t i n gp r o b l e m f o rm e t a l l u r g i s t sa n dm a t e r i a le n g i n e

3、 e r s ．T h es e g r e g a t i o no fs o l u t e a t o m s a tg r a i nb o u n d a r i e sm a y b ec l a s s i f i e di n t oe q u i l i b r i u ms e g r e g a t i o na n d n o n - e q u i l i b r i u ms e g r e g a t i

4、o n ．1 1 1 es t u d y o ne q u i l i b r i u mg r a i nb o u n d a r i e s s e g r e g a t i o ns t a r t e d l o n gb e f o r e ，a n d i t s t h e o r yh a sa p p r o a c h e d a l m o s t p e r f e c t ．H o w e v e r ,

5、 t h e r ea r em u c h u n k n o w n a b o u tt h en o n —e q u i l i b r i u mg r a i nb o u n d a r i e s s e g r e g a t i o n ,e s p e c i a l l yt h en o n - e q u i l i b r i u mg r a i nb o u n d a r i e ss e g r

6、e g a t i o nu n d e r a p p l i e dm o d e r a t ea n dh i 【g hs t r e s s ．I nt h ep r e s e n tw o r k , n o n - e q u i l i b r i u mg r a i nb o u n d a r i e s s e g r e g a t i o no fp h o s p h o r u su n d e rm

7、o d e r a t e ( 2 0 0 M P a ) a n dh i g h ( 3 5 0 M P a ) a p p l i e dt e n s i l es t r e s s a t 5 2 0 ℃，w e r er e s e a r c h e d b yA u g e re l e c t r o n s p e c t r o s c o p y ( A E S ) ．P h o s p h o r u s c

8、 o n c e n t r a t i o n o n g r a i n b o u n d a r i e s w a sc a c u l a t e d b a s e d o n A E S d a t a ．T h e r e s u l t s h o w s ：W h i l e t h em a t e r i a l s w e r e a g e d a t 5 2 0 ℃u n d e rm o d e r a

9、 t e ( 2 0 0 M P 曲a n dh i g h ( 3 5 0 M P a )a p p l i e dt e n s i l es t r e s s ，n o n - e q u i l i b r i u mg r a i nb o u n d a r i e ss e g r e g a t i o no f p h o s p h o r u so b v i o u s l yo c c u r r e d a

10、 n de x i s t e d t w os e g r e g a t i o n p e a k s ．a(chǎn) t t h eb e g i n n i n go fs t r e s s - a g e i n g , p h o s p h o r u sc o n c e n 仃a t i o no ng r a i nb o u n d a r i e s i n c r e a s e ss h a r p l yw i

11、t hi n c r e a s i n g s t r e s s ．a(chǎn) g e i n gt i m eu n t i lr e a c h i n gt h ef i r s ts e g r e g a t i o np e a k ，t h e ni t d e c l i n e sd r a m a t i c a l l yt oa m i n i m u m q u a n t i t y ．A f t e rt h

12、a t ，i t g r o w sg r a d u a l l yt o t h es e c o n ds e g r e g a t i o np e a k , a n d a tl a s t ，i t d e c r e a s e ss l o w l y 嘶Ⅱli n c r e a s i n gs t r e s s ．a(chǎn) g e i n gt i m e a n d r e a c h e sa e q u i

13、l i b r i u mc o n c e n t r a t i o n ．、脅e nt h ea p p l i e d t e n s i l es t r e s s i s 3 5 0 M P a , t h et w o s e g r e g a t i o n p e a k sa p p e a r a t a r o u n d 6 0 m i na n d 3 6 0 m i na n dt h em i n i

14、 m u m q u a n t i t ya p p e a r s a ta r o u n d18 0 m i n ； w h e n t h ea p p l i e dt e n s i l es t r e s si s2 0 0 M P a , t h et w op e a k sa p p e a r a ta r o u n d 15 m i na n d6 0 0 m i na n dt h em i n i m

15、u m q u a n t i t y a p p e a r s a ta r o u n d6 0 m i n ．Ⅵr I l e l lt h ea p p l i e dt e n s i l e s t r e s s i s 3 5 0 Ⅳ口a ．t h e g r a i nb o u n d a r i e s s e g r e g a t i o nl e v e li sm u c h h i g h e r ．I

16、 t i sw o r t h ym e n t i o nt h a tt h e r ee x i s t sg r a i nb o u n d a r i e sd i l u t i o nf o r t h e2 0 0 M P as t r e s s - a g e i n g ．·-C o m p a r e d w i t h t h ep h o s p h o r u s n o n - e q u i

17、 l i b r i u m g r a i nb o u n d a r i e s s e g r e g a t i o nu n d e ra p p l i e dl o wt e n s i l e s t r e s s ( 4 0 M P a ) ，w h i c h h a s o n l y o n e s e g r e g a t i o n p e a k a p p e a r s a ta r o u n

18、d 3 0 m i n ,p h o s p h o r u sn o n ·e q u i l i b r i u mg r a i nb o u n d a r i e s s e g r e g a t i o ni n d u c e d b y m o d e r a t e a n d h i g h t e n s i l es t r e s sa r eo b v i o u s l y d i f f e

19、r e n t ．M a t e r i a l sh a v en o e r e e pd e f o r m a t i o n u n d e ra na p p l i e dl o w t e n s i l es t r e s so f 4 0 M P a , s o t h ev a c a n c yc o n c c n t r a t i o ni n t h em a t r i xi so n l yi n

20、f l u e n c e db yt h ea p p l i e dt e n s i l es t r e s s ．H o w e v e r , t h e r ei s a p p a r e n t c r e e pd u r i n g a g e i n g a t 5 2 0 ℃u n d e ra n a p p l i e dt e n s i l e s t r e s s o f2 0 0 M p aa n

21、 d 3 5 0 M P a ．A sar e s u l t ．b e s i d e s X u ’s m o d a l ，w es h o u l d t a k ed i f f u s i o n a lc r e e pm e c h a n i s m i n t oc o n s i d e r a t i o n , t h a ti sg r a i nb o u n d a r yd i f f u s i o

22、n o f p h o s p h o r B 8f r o mg r a i nb o u n d a r i e sp a r a l l e lt ot h et e n s i l es t r e s st o t h o s e n o r m a lt oi t ； i na d d i t i o n , d u r i n gt h ep r o c e s so fe r e 印，t h e r ea r ew o

23、r k ．h a r d e n i n ga n dr e c o v e r yp h e n o m e n o n ，w h i c h b e t hh a v ei n f l u e n c e so nt h e d i s l o c a t i o n d e n s i t yi n t h em a t r i x ，a n dt h e n i t w i l l i n f l u e n c et h ev

24、 a c a n c yc o n c e n t r a t i o n i n t h e m a t r i x f o r t h e r e a s o n t h a t v a c a n c i e sm a i n l y v a n i s h a t d i s l o c a t i o n s ，e v e n t u a l l y a n d c o n s e q u e n t l y t h e p

25、h o s p h o r u s c o n c e n t r a t i o n o ng r a i n b o u n d a r i e s w i l l b ei n f l u e n c e d ．T h e r e f o r e ，p h o s p h o r u sn o n - e q u i l i b r i u mg r a i nb o u n d a r i e ss e g r e g a t

26、i o n i n d u c e db ym o d e r a t e a n dh i g h t e n s i l e s t r e s s i s ar e s u l t o ft h ec o m b i n a t i o n o ft h e t h r e em e c h a n i s m sp r e s e n t e da b o v e ．K e y w o r d s ：s o l u t ea t