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文檔簡介
1、自二十世紀(jì)八十年代起,材料革新越發(fā)影響技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。鎳基高溫合金自上世紀(jì)三十年代后期開始研制,由于高溫下抗腐蝕抗磨損,表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合力學(xué)性能,被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)的工作葉片,燃燒室等,是現(xiàn)代重要的新型材料之一。經(jīng)過近一個世紀(jì)發(fā)展研究,我國目前已形成了眾多鎳基高溫合金體系,但日益發(fā)展的動力、航空以及航天等工業(yè)對性能更佳的鎳基合金仍有需求,此外由于高溫合金的工作溫度較高,對其新型材料的實驗研究有一定的難度。因此進(jìn)一步了解鎳
2、基高溫合金的顯微組織,加工和性能的關(guān)系,完善鎳基合金材料的熱力學(xué)和動力學(xué)數(shù)據(jù)庫,采用現(xiàn)代材料設(shè)計方法研究新型鎳基材料尤為重要。
現(xiàn)代材料設(shè)計方法以相圖熱力學(xué)計算和擴(kuò)散動力學(xué)計算模擬結(jié)合的計算設(shè)計方法為主導(dǎo)。材料熱力學(xué)及材料動力學(xué)數(shù)據(jù)庫是進(jìn)行合金材料物理冶金過程模擬計算、材料結(jié)構(gòu)以及性能預(yù)測等研究工作的重要信息基礎(chǔ)。材料熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫的建立有利于多組元體系相平衡等多種熱力學(xué)信息的檢索與應(yīng)用,而通過建立材料動力學(xué)數(shù)據(jù)庫則能更高效地獲
3、得并調(diào)用多組元體系相中不同種類的擴(kuò)散系數(shù)。因而,采用結(jié)合熱力學(xué)及動力學(xué)信息的材料計算方法對于當(dāng)代多組元體系合金進(jìn)行研究開發(fā),可以對所要設(shè)計的新型材料的性能進(jìn)行預(yù)測,避免傳統(tǒng)實驗的盲目性,有利于提高材料設(shè)計的效率,降低材料研發(fā)的成本。當(dāng)前相關(guān)的鎳基合金動力學(xué)數(shù)據(jù)庫不盡完善。因此,進(jìn)行鎳基合金體系擴(kuò)散動力學(xué)的計算,并建立鎳基合金動力學(xué)數(shù)據(jù)庫,對于新型鎳基材料研發(fā)具有重要理論價值和實際意義。本研究選擇鎳基合金中三個重要體系fcc Ni-Cu-
4、Ti,fcc Ni-Al-Ti,fcc Ni-Cr-Ti作為研究對象,在擴(kuò)散實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,綜合系統(tǒng)收集和評估的相關(guān)體系的熱力學(xué)信息和擴(kuò)散信息,運用DICTRA軟件優(yōu)化三個三元體系中原子移動性參數(shù),并通過計算模擬擴(kuò)散偶的濃度曲線,與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比以驗證所獲得的原子移動性參數(shù)的準(zhǔn)確性和有效性。另外,本研究也以二元體系Pb-S和Bi-S作為熱力學(xué)研究對象,通過建立體系各相熱力學(xué)模型并進(jìn)行優(yōu)化計算獲得自洽的Pb-S和Bi-S二元體系熱力學(xué)
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