材料熱力學(xué)計算及其在合金制備中的應(yīng)用.pdf

1、計算材料科學(xué)的發(fā)展推動了材料設(shè)計進(jìn)程，作為計算材料熱力學(xué)發(fā)展方向之一的相圖計算CALPHAD(CALcaluationofPhaseDiagram)技術(shù)，能夠預(yù)測生成相、相變特征溫度以及相含量隨溫度變化等過程，為材料制備過程提供了有關(guān)生成相的組成及相含量方面的重要信息。使整個熱力學(xué)模擬與優(yōu)化的過程和現(xiàn)代實驗技術(shù)緊密結(jié)合，把材料的成分、組織及制備過程緊密的聯(lián)系起來。從而為材料設(shè)計在不同層次---材料的成分設(shè)計、顯微結(jié)構(gòu)、性能和制備工藝之間

2、搭橋，達(dá)到從材料微觀結(jié)構(gòu)到宏觀性能的預(yù)測和設(shè)計。 本論文首先介紹了合金相圖及相平衡計算的理論模型。之后計算了Fe-Al、Fe-B合金平衡態(tài)相圖，并與標(biāo)準(zhǔn)二元相圖進(jìn)行了比較和分析。通過熱力學(xué)計算和分析指出了材料熱力學(xué)對合金成分設(shè)計及制備的指導(dǎo)意義。 在熱力學(xué)計算中，給出了不同含B量的合金在平衡態(tài)的生成相及其含量隨溫度的變化，并結(jié)合相活度隨溫度的變化分析了定比成分合金的相生成和轉(zhuǎn)變過程。根據(jù)計算結(jié)果，利用線性擬合給出了室溫下

3、隨B含量增加Fe2B和FeB相含量的變化方程。 結(jié)合材料熱力學(xué)，對耐液鋅腐蝕合金的設(shè)計與制備進(jìn)行了一定程度的研究。根據(jù)一系列熱力學(xué)計算結(jié)果，對具有良好耐液鋅腐蝕性和機(jī)械性能的Fe-B合金進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計和制備。分別研究了Fe-B合金中各種相以及不同相組成和相含量的合金的耐液鋅腐蝕性和機(jī)械性能。系統(tǒng)研究表明，在6.0-7.0wt％B范圍內(nèi)的Fe-B合金的綜合性能最好。分析了Fe-B-Si三元合金中低B低Si合金的耐腐蝕性能。當(dāng)Si含