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马氏体相变晶体学特征的预测

作　者: 曹晔
导　师: 戎咏华
学　校: 上海交通大学
专　业: 材料学
关键词: 马氏体相变晶体学边-边匹配 O点阵模型 O线模型 TRIP钢
分类号: TG142.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

马氏体相变晶体学研究材料经过马氏体相变后,母相和析出相之间的晶体学特征,包括两相之间的位向关系,惯习面以及界面结构,也包括位错的类型,位错线的方向以及位错间距等参数。本文概述了近年来国内外各种相变晶体学模型,主要有不变线模型,结构台阶模型,重位点阵模型,边-边匹配模型以及O点阵模型,介绍了各种模型的基本原理,比较了各种模型的优劣,并以边-边匹配模型和O点阵模型为主要方法,结合Δg平行法则,在给定晶格类型和点阵常数下预测了HCP/FCC体系和FCC/BCC体系的晶体学特征,为下一步研究TRIP钢中残余奥氏体和马氏体,贝氏体之间界面结构提供了理论指导和实际方法。本文研究结果如下:(1)利用边-边匹配模型,系统分析了HCP/FCC体系中可能的匹配晶向和匹配晶面,通过校核给出了位向关系随晶格常数比值aH /aF ,cH /aH的变化规律,其中,最有可能匹配的晶向为[1120]H //[110]F ,其错配度最小。这和材料科学常识相符合。(2)预测了Fe-30Mn-6Si形状记忆合金母相γ奥氏体(FCC)和析出相ε马氏体(HCP)之间的位向关系为[1120]H //[110]F , (0002) H //(111) F。通过和实验观测所得衍射花样进行对比,结果吻合。(3)利用O线模型的解析法计算TRIP钢中马氏体/残余奥氏体体系和贝氏体/残余奥氏体的各种位向关系及其对应的晶体学特征参数,并进行比较。(4)系统研究了几类位向关系及其对应晶体学特征参数随点阵常数的变化规律。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章绪论  12-32
  1.1 引言  12-14
  1.2 各种晶体学模型的介绍与比较  14-26
    1.2.1 不变线模型（The Invariant Line Model）  14-18
    1.2.2 结构台阶模型（The Structural Ledge Model）  18-20
    1.2.3 重位点阵模型（The Coincidence site Lattice CSL）  20-22
    1.2.4 边-边匹配模型（The Edge-to-edge Model）  22-23
    1.2.5 O 点阵模型（The O-lattice Model）和O 线模型（The O-line Model）  23-25
    1.2.6 各种模型的比较  25-26
  1.3 本文研究方向和意义  26-27
  1.4 参考文献  27-32
第二章 “边-边匹配”模型对晶体学特征的理论预测  32-47
  2.1 HCP/FCC 体系取向关系的预测  33-42
    2.1.1 晶向的匹配  33-37
    2.1.2 晶面的匹配  37-40
    2.1.3 匹配晶面对和晶向对的校核  40-42
  2.2 “边-边匹配”模型在FE-30MN-651 中的应用  42-45
    2.2.1 Fe-Mn-Si 合金位向关系的预测  42-44
    2.2.2 Fe-Mn-Si 合金位向关系的表征  44-45
      2.2.2.1 试样成分  44
      2.2.2.2 试样制备及实验过程  44
      2.2.2.3 实验表征  44-45
  2.3 小结  45-46
  2.4 参考文献  46-47
第三章 O 点阵理论及O 线模型对FCC/BCC 晶体学特征预测  47-71
  3.1 O 点阵模型基本概念及其运用  47-51
    3.1.1 O 点阵的构造  47
    3.1.2 O 点阵的数学表达  47-49
    3.1.3 O 点阵基本方程的解  49-51
  3.2 O 线模型的解析法及运用  51-59
    3.2.1 O 线模型的数学表达  52
    3.2.2 O 线解析法的原理和步骤  52-58
      3.2.2.1 Bain 应变矩阵的构造  53
      3.2.2.2 倒易空间不变线的构造  53-55
      3.2.2.3 不变线应变矩阵的构造  55-56
      3.2.2.4 O 线解的约束条件  56-57
      3.2.2.5 相变应变矩阵A 及其他晶体学特征参数的确定  57-58
    3.2.3 小结  58-59
  3.3 TRIP 钢晶体学关系特征的预测和讨论  59-69
    3.3.1 马氏体和贝氏体点阵常数的确定  59-60
    3.3.2 TRIP 钢晶体学特征的预测  60-64
      3.3.2.1 马氏体/残余奥氏体晶体学关系的预测  60-62
      3.3.2.2 贝氏体/残余奥氏体晶体学关系的预测  62-63
      3.3.2.3 讨论  63-64
    3.3.3 相变晶体学特征随点阵常数比值的变化规律  64-69
      3.3.3.1 第一类位向关系晶体学参数随a_f /a_b 的变化规律  65-67
      3.3.3.2 第三类位向关系晶体学参数随a_f /a_b 的变化规律  67-68
      3.3.3.3 讨论  68-69
  3.4 小结  69-70
  3.5 参考文献  70-71
第四章结论  71-72
附录  72-76
致谢  76-77
攻读硕士学位期间发表的论文  77

马氏体相变晶体学特征的预测

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