金屬材料的晶界工程與三維顯微研究

目 錄
《博士后文庫》序言
序
前言
第1 章 晶界工程技術研究現(xiàn)狀 1
1.1 背景知識介紹 1
1.2 晶界工程處理材料的顯微組織特征 3
1.2.1 晶界定義 3
1.2.2 CSL 晶界 3
1.2.3 孿晶界與高階孿晶界 4
1.2.4 多重孿晶顯微組織 7
1.2.5 晶界網(wǎng)絡特征描述 8
1.3 晶界工程處理工藝 9
1.4 晶界網(wǎng)絡演化模型 11
1.5 晶界工程強化機理 12
1.5.1 CSL 晶界開裂敏感性 13
1.5.2 晶粒團簇的作用 14
1.5.3 裂紋橋模型 15
1.5.4 逾滲理論 16
1.5.5 隨機晶界網(wǎng)絡連通性 19
第2 章 三維顯微表征技術發(fā)展現(xiàn)狀 20
2.1 概述 20
2.2 三維顯微組織研究成果 21
2.2.1 3D-OM 21
2.2.2 3D-EBSD 22
2.2.3 3D-XRM 23
2.2.4 3D-TEM 24
2.3 三維顯微組織數(shù)據(jù)分析技術 25
第3 章 典型材料的晶界工程處理與機理分析 27
3.1 鎳基690 合金的晶界工程處理 27
3.1.1 原始晶粒尺寸對晶界工程處理的影響 27
3.1.2 晶界碳化物對晶界工程處理的影響 42
3.1.3 鎳基690 合金的U 彎變形晶界工程處理 54
3.2 大尺寸316/316L 不銹鋼的晶界工程處理 62
3.2.1 試驗設計 63
3.2.2 大尺寸316 不銹鋼晶界工程處理顯微組織 63
3.2.3 大尺寸316L 不銹鋼晶界工程處理顯微組織 68
3.3 304不銹鋼的晶界工程處理 78
3.3.1 試驗設計 78
3.3.2 晶界工程處理顯微組織 78
3.4 晶界網(wǎng)絡演化的準原位分析 80
3.4.1 試驗設計 80
3.4.2 殘留碳化物表征原始晶界方法 81
3.4.3 晶粒團簇形核與長大模型 85
3.5 晶粒團簇與多重孿晶的統(tǒng)計規(guī)律性 85
3.5.1 晶粒團簇內(nèi)的晶體取向分布 86
3.5.2 晶粒團簇內(nèi)幾種優(yōu)勢取向間的關系分布 90
3.5.3 晶粒團簇內(nèi)幾種優(yōu)勢取向的晶粒數(shù)分布 93
3.5.4 多重孿晶過程的規(guī)律性 95
3.6 本章小結 96
第4 章 晶粒與晶界的三維形貌特征分析 98
4.1 三維顯微表征方法 98
4.1.1 3D-EBSD 數(shù)據(jù)采集 98
4.1.2 3D-EBSD 數(shù)據(jù)分析 103
4.2 3D-EBSD 顯微組織重構 105
4.3 晶粒的三維形貌與三維晶界 106
4.3.1 典型三維晶粒形貌 106
4.3.2 典型三維晶界形貌 109
4.4 三維晶粒幾何特征參數(shù)分布 110
4.4.1 晶粒尺寸 112
4.4.2 晶界尺寸 116
4.4.3 晶粒的表面積 118
4.4.4 晶粒的晶界數(shù) 121
4.4.5 晶粒的平均晶界尺寸 123
4.4.6 晶粒的晶棱數(shù) 124 4.4.7 晶粒的頂點數(shù) 125
4.4.8 晶界的邊數(shù) 126
4.5 晶界工程處理對晶粒形貌的影響 128
4.5.1 晶粒形貌一般特征 128
4.5.2 晶界工程處理的影響 130
4.6 本章小結 131
第5 章 孿晶界在三維晶界網(wǎng)絡中的分布 132
5.1 晶粒幾何與晶體取向 132
5.2 孿晶與孿晶界的三維形貌 134
5.2.1 孿晶形貌分類 134
5.2.2 不同類型孿晶形貌實例 136
5.2.3 晶界工程處理試樣中的孿晶形貌 140
5.3 晶粒間拓撲結構模型 142
5.3.1 三叉界角 142
5.3.2 四叉界角 143
5.3.3 局部晶界網(wǎng)絡模型 145
5.4 孿晶界在局部晶界網(wǎng)絡中的分布規(guī)律 146
5.4.1 孿晶界在三叉界角中的分布 147
5.4.2 孿晶界在四叉界角中的分布 149
5.4.3 孿晶界在晶粒上的分布 152
5.4.4 孿晶界沿晶界的分布 154
5.5 孿晶界在晶界網(wǎng)絡中的分布 155
5.5.1 孿晶界比例 156
5.5.2 晶粒團簇 159
5.5.3 孿晶鏈 160
5.6 晶界工程處理材料的三維晶界網(wǎng)絡特征 165
5.7 晶界工程處理控制晶界網(wǎng)絡機理的三維詮釋 168
5.8 本章小結 169
第6 章 晶界工程處理材料的應力腐蝕開裂行為研究 171
6.1 試驗設計 171
6.1.1 材料與試樣 171
6.1.2 應力腐蝕開裂試驗 172
6.1.3 裂紋擴展監(jiān)測技術 174
6.1.4 三維顯微表征 175
6.2 應力腐蝕開裂擴展路徑的二維截面分析 176
6.2.1 基本性能評價 176
6.2.2 316L 不銹鋼晶界工程對比試樣 177
6.2.3 316L 不銹鋼晶粒尺寸對比試樣 179
6.2.4 316 不銹鋼晶界工程對比試樣 181
6.2.5 各類型CSL 晶界開裂敏感性分析 184
6.3 應力腐蝕開裂裂紋斷口形貌 186
6.4 應力腐蝕開裂裂紋的三維形貌 189
6.5 三維晶界網(wǎng)絡特征對晶間開裂的影響 192
6.5.1 三叉界角的晶間開裂模式 192
6.5.2 四叉界角的晶間開裂模式 194
6.5.3 孿晶界對鄰接晶界開裂的抑制作用 197
6.6 晶界工程處理對晶間開裂的強化分析 200
6.6.1 逾滲理論 200
6.6.2 裂紋橋模型 202
6.6.3 特殊晶界阻礙晶間開裂的力學分析 205
6.7 本章小結 208
第7 章 結論與展望 209
7.1 結論 209
7.2 展望 212
參考文獻 214
編后記 229
彩圖