稀土元素在微合金鋼中的材料物理學

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 稀土元素的基本性質(zhì) 1
1.1.1 物理性質(zhì) 2
1.1.2 化學性質(zhì) 4
1.2 稀土金屬間化合物 4
1.3 稀土元素在鋼中的應用 13
1.4 稀土元素在鋼中的作用 16
1.5 稀土元素在微合金鋼中的作用機理研究 19
參考文獻 22
第2章 稀土元素在鋼中的固溶行為 26
2.1 引言 26
2.2 合金固溶的理論基礎(chǔ) 26
2.2.1 析出相基態(tài) 28
2.2.2 固溶度計算 30
2.3 稀土元素在鐵基合金中的固溶行為 31
2.3.1 稀土元素在鐵基合金中溶解的一般理論 31
2.3.2 稀土元素在鐵基合金中穩(wěn)定相的基態(tài)計算 33
2.3.3 稀土元素在鐵基合金中的固溶度 35
2.4 La在bcc Fe中與Nb和C的相互作用 38
2.4.1 La與Nb的相互作用 39
2.4.2 La與C的相互作用 41
2.5 La在fcc Fe中與Nb和C的相互作用 45
2.5.1 La與Nb的相互作用 45
2.5.2 La與C的相互作用 47
2.6 La對Nb和C固溶度的影響 50
2.6.1 bcc Fe中La對Nb和C固溶度的影響 50
2.6.2 fcc Fe中La對Nb和C固溶度的影響 52
參考文獻 55
第3章 稀土元素在晶界的偏聚行為及影響機制 57
3.1 引言 57
3.2 晶界研究的理論基礎(chǔ) 58
3.2.1 晶界結(jié)構(gòu)基本理論 58
3.2.2 晶界的建模 68
3.2.3 相界面的建模 72
3.3 晶界與界面強韌化機制 75
3.3.1 晶界脆性斷裂機制 76
3.3.2 斷裂功與溶質(zhì)偏聚之間的關(guān)系 78
3.3.3 晶界模型的建立 79
3.3.4 斷裂表面和晶界偏聚能計算 79
3.3.5 界面斷裂功計算 80
3.4 稀土元素在fcc Fe基合金的晶界偏聚行為 81
3.4.1 晶界模型及計算方法 82
3.4.2 雜質(zhì)原子與晶界結(jié)合能對斷裂功的影響 85
3.5 稀土元素在bcc Fe基合金的晶界偏聚行為 87
3.5.1 Ce在bcc Fe晶界的偏聚 87
3.5.2 La在bcc Fe晶界的偏聚 92
3.5.3 稀土元素在bcc Fe晶界偏聚的內(nèi)耗譜特征 97
3.6 稀土元素偏聚對晶界的拖曳作用 101
3.6.1 保溫均熱過程的晶界遷移規(guī)律 101
3.6.2 稀土元素對實驗鋼晶粒尺寸演變的影響 104
參考文獻 107
第4章 稀土元素與鈮元素在鐵基體的擴散行為 110
4.1 引言 110
4.2 擴散的理論基礎(chǔ) 110
4.2.1 擴散機制 111
4.2.2 擴散的微觀理論 113
4.2.3 化學成分對擴散的影響 119
4.3 理論與建模 123
4.3.1 自擴散理論與建模 123
4.3.2 溶質(zhì)擴散理論與建模 126
4.4 稀土元素在bcc Fe中的擴散系數(shù) 133
4.4.1 理論和計算方法 134
4.4.2 擴散行為 137
4.5 稀土元素在fcc Fe中的擴散系數(shù) 142
4.5.1 理論和計算方法 142
4.5.2 擴散行為 144
4.6 稀土元素對Nb在bcc Fe中擴散行為的影響 151
4.6.1 擴散系數(shù)計算方法 151
4.6.2 擴散偶實驗設(shè)計 152
4.6.3 Nb在a-Fe中的擴散系數(shù) 153
4.7 稀土元素對Nb、C在fcc Fe中擴散行為的影響 156
4.7.1 嵌入原子勢擬合原理 157
4.7.2 Fe-Nb-La勢函數(shù)擬合 160
4.7.3 Fe-C-La勢函數(shù)擬合 164
4.7.4 La對Nb在fcc Fe中擴散系數(shù)的影響 167
4.7.5 La對C在fcc Fe中擴散系數(shù)的影響 172
參考文獻 175
第5章 稀土元素對碳化鈮在奧氏體區(qū)析出行為的影響 179
5.1 引言 179
5.2 奧氏體區(qū)NbC的等溫析出行為 179
5.2.1 應變誘導析出實驗 179
5.2.2 顯微組織觀察與分析 181
5.2.3 熱變形過程NbC析出形態(tài)與分布 184
5.3 稀土元素對NbC在奧氏體區(qū)析出動力學的影響 191
5.3.1 NbC在奧氏體區(qū)析出的動力學模型與實驗 191
5.3.2 NbC在奧氏體區(qū)析出的經(jīng)典形核長大理論 196
參考文獻 197
第6章 稀土元素對碳化鈮在鐵素體區(qū)析出行為的影響 199
6.1 引言 199
6.2 鐵素體區(qū)NbC的等溫析出行為 199
6.2.1 顯微組織觀察與分析 200
6.2.2 NbC析出形態(tài)與分布 201
6.3 稀土元素對NbC在鐵素體區(qū)析出動力學的影響 202
6.3.1 NbC在鐵素體區(qū)析出的動力學實驗 202
6.3.2 NbC在鐵素體區(qū)析出的理論模型 206
6.4 La對NbC在鐵素體區(qū)析出行為的影響機理 213
6.4.1 結(jié)構(gòu)模型與結(jié)合能計算結(jié)果 214
6.4.2 La對Nb在鐵素體區(qū)擴散激活能的影響 215
參考文獻 217
第7章 稀土元素對微合金鋼形變再結(jié)晶的影響 219
7.1 引言 219
7.2 稀土元素對微合金鋼形變再結(jié)晶行為的影響 220
7.2.1 稀土元素對形變再結(jié)晶行為的影響 220
7.2.2 稀土元素作用下奧氏體再結(jié)晶組織變化規(guī)律 224
7.2.3 添加La對Nb拖曳和NbC釘扎作用的影響 229
參考文獻 234
第8章 稀土元素在微合金鋼中應用的工業(yè)評價及理論探索 236
8.1 引言 236
8.2 稀土元素在微合金鋼中應用的工業(yè)評價 236
8.2.1 稀土鋼的成分優(yōu)化設(shè)計 236
8.2.2 稀土元素添加的關(guān)鍵技術(shù) 238
8.2.3 稀土鋼的軋制工藝控制 241
8.3 稀土元素在微合金鋼中研發(fā)的未來探索 244
8.3.1 適應新形勢與新環(huán)境 245
8.3.2 尋求新方法與新技術(shù) 245
8.3.3 發(fā)展新鋼種與新應用 246
參考文獻 247