材料科学基础(哈工大版)课件
材料科学基础第一章 材料的结构前言材料热处理学报, 29( 1), 99 101, 2008304 奥氏体不锈钢热诱发马氏体相变研究杨卓越、王 建、陈嘉砚摘 要 : 借助 X射线衍射技术 ,研究了 304 奥氏体不锈钢热诱发马氏体相变倾向。结果表明 :C、 Mn、 Cr 和 Ni接近标准规范下限 ,304 不锈钢的稳定性急剧下降 ,致使液氮内冷却后的奥氏体转变为 或 马氏体 ,室温拉伸即形成应变诱发 和 马氏体 ,而且较小的室温变形显著增大随后液氮内冷却的热诱发 马氏体相变倾向 ,但随室温预应变增大快速形成应变诱发 马氏体 ,致使随后在液氮内发生热诱发 马氏体倾向下降。此外 ,研究表明 马氏体的形成及消失与 马氏体的累积量有关。Shui Li, Jin Tao, Tian Sugui , Hu Zhuangqi :Influence of precipitate morphology on tensile creep of a single crystal nickel-base superalloyAbstractThe influence of the precipitate morphology on the creep properties of 0 0 1-orientated specimens of a nickel-base single crystal superalloy has been investigated. Specimens with two different microstructures, namely as-heat treated crystals with cuboidal particles and crystals given a compression pre-treatment to form a raft microstructure orientated parallel to the stress axis, were crept at 800 and 1000 C. The analysis of the experiments show that, at 800 C and 600MPa, the alloy with cuboidal precipitates exhibited both lower creep rates and longer rupture lives compared to those with rafted . TEM examination showed that, in addition to 1 1 1 1 1 0-slip system operated in matrix, the precipitates are cut by superlattice dislocations and stacking fault. It indicated that dislocations could shear the semi-coherent rafts relatively easily ompared to the coherent cuboidal . At 1000 C and 200MPa, the alloy with raft microstructure exhibited an extremely low minimum creep rate and longer rupture life. The dislocations movement by the combination of climbing and gliding processes and the glideclimb along / vertical interfaces are impeded most strongly. This indicates that the rafted structure is beneficial to improving creep resistance of the alloy under the test condition.Materials Science and Engineering A 454455 (2007) 461466Fig. 5. Dislocation structure of a precompression treatment specimens during creep at 800 C and 600MPa: (a) t = 0, (b) t=10h, (c) t = 50 h and (d) after fail at t = 287 h.Fig. 8. Schematic of dislocation shearing precipitate by stacking fault相关概念:n 304不锈钢热诱发 :液氮拉伸变形液氮 X光、 TEM 奥氏体 ´立方马氏体 六方 马氏体 X射线、 TEM : 111 200 220 311 n nickel-base superalloy0 0 1-orientated : 001 位向single crystal: 单晶体cuboidal particles: 立方系颗粒1 1 1 1 1 0-slip system : 滑移系dislocations and stacking fault: 位错和层错dislocations climbing and gliding:位错攀移和滑移 相变机制:固态相变:过饱和固溶体 蠕变:位错 层错 滑移 攀移 晶体学基础: 结构:单晶体 多晶体 原子排列:体心立方 面心立方 密排六方 晶体表征:晶面指数 晶向指数内容及要求:懂会 熟(练习)本章内容1. 化学键 2. 晶体和非晶体3. 空间点阵 4要素 14种点阵( 7个晶系)阵点 晶向 晶面 晶胞(单胞) 4. 晶向指数 5. 晶面指数6. 典型金属晶体结构:体心立方 面心立方 密排六方 7. 合金相结构: 固溶体 中间相§1.1 材料的结合方式化学键:质点间的作用力共价键: 共用电子对所产生的力离子键: 两种离子间的静电力金属键: 属正离子与自由电子之间的力范德瓦尔斯键:正负电荷部分间的微弱静电力共价键离子键金属键§1.2 晶体学基础原子排列:无序 短程有序 长程有序 晶体:三维、周期性重复(整齐排列) 近程有序一、空间点阵n质点几何点n空间点阵: 阵点 结构单元 (原子、离子、分子、集团)晶格n晶体结构晶体点阵n晶胞:对称、棱角、直角、体积对称最好 棱角最多 直角最多 体积最小晶胞的表征: X-Y-Z a-b-c -布拉菲点阵: “每个 阵点 环境相同 ” ( 1848)14种点阵 7个晶系7个晶系 14种点阵课堂练习 1 11. 晶胞的表征2. 画出面心立方、体心立方、密排六方结构图。3. 画图说明面心立方点阵可以表示为体心立方点阵。4. 画 14种单胞 5. 举例说明 和 uvw 、 hkl 与 ( hkl ) 的区别 练习 1 1 参考答案二、晶向指数和晶面指数n 晶向指数n 晶面指数n 六方系指数课堂练习 1 21. 在立方系中绘出 110、 111晶面族所包含的晶面及( 112),( 120)晶面。2. 作图表示出 晶面族所包含的晶面。确定( 112)和( 120)晶面。3. 求金刚石结构中通过( 0, 0, 0)和( 3/4, 3/4, 1/4)两碳原子的晶向,及于该晶向垂直的晶面。