铁铝合金的缺陷结构及其对性能的影响研究

摘要

采用真空电弧炉熔炼了铝含量从25 at.％至51 at.％十种不同成分的二元铁铝合金，在773K至1173K五个温度下退火并水淬。采用x射线衍射方法研究晶格常数的变化，用阿基米德方法测量了合金的实际密度，通过测量合金的维氏硬度等，分析了合金中空位缺陷对显微硬度的影响;通过测量正电子在合金中的寿命谱，研究合金中的缺陷类型;根据巨正则方法，计算了缺陷浓度，并分析了其缺陷类型。得到以下结果:
　　 (1)晶格常数的变化表明铝含量大于40at.％的B2结构的FeAl合金缺陷为三缺陷结构，晶格常数随着退火温度的升高而减小;
　　 (2)铝含量大于40at.％的FeAl的空位浓度和维氏硬度随着铝含量的增加或者退火温度的升高而增加;
　　 (3)维氏硬度与空位浓度的二分之一次方有较好的线性关系，空位机制是合金强化的主要机制;
　　 (4)铁铝合金中存在空位型缺陷，且存在开空间较大的缺陷，正电子平均寿命随着铝含量的升高或者退火温度的升高而增大;
　　 (5)铁铝合金中金属键与共价键共存，且缺陷处电子密度较低，合金基体中的电子密度随着退火温度的升高而减小;
　　 (6)点缺陷的浓度以及缺陷类型的判定与缺陷形成能的选取密切相关。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 铁铝合金

1．2 铁铝合金缺陷的研究及进展

1．2．1 铁铝合金的缺陷结构的研究

1．2．2 铁铝合金缺陷的研究进展

1．3 本文的研究意义及主要的研究内容

第二章 实验原理与方法

2．1 样品的制备

2．2 样品的测试分析方法

2．2．1 X射线衍射分析

2．2．2 密度的测量

2．2．3 维氏硬度的测量

2．2．4 正电子寿命谱分析

第三章 X射线衍射方法研究铁铝合金的缺陷

3．1 引言

3．2 实验结果与分析

3．2．1 铁铝合金物相分析

3．2．2 铁铝合金晶格常数的变化

3．2．3 铁铝合金的密度

3．2．4 铁铝合金空位浓度变化

3．2．5 铁铝合金硬度分析

3．2．6 铁铝合金的硬度与空位浓度的关系

3．3 小结

第四章 正电子湮没方法研究铁铝合金的缺陷

4．1 引言

4．2 实验方法

4．3 实验结果与分析

4．3．1 铁铝合金的微观缺陷

4．3．2 铁铝合金的电子密度

4．4 小结

第五章 点缺陷浓度的计算机模拟

5．1 引言

5．2 计算方法

5．2．1 Mayer法

5．2．2 Mishin法

5．3 计算结果与分析

5．3．1 铁铝合金的缺陷浓度

5．4 小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

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