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面心合金高氮面心亚稳相的X射线衍射理论及其应用研究

作　者: 梁健
导　师: 雷明凯
学　校: 大连理工大学
专　业: 材料表面工程
关键词: 奥氏体不锈钢渗氮 X射线衍射面心合金高氮面心亚稳相堆垛层错
分类号: TG131
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 74次
引　用: 2次
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内容摘要

低温气体/等离子体渗氮,氮离子注入以及等离子体基氮离子注入Fe-Cr-Ni奥氏体不锈钢,在不锈钢基体表面形成具有耐磨抗蚀复合性能的面心合金高氮面心亚稳相（γ_N）。与奥氏体基体的奥氏体峰相比,面心合金高氮面心亚稳相（γ_N）的X射线衍射（XRD）谱为一系列向低Bragg角的峰位偏移的衍射峰,并且存在宽化、非对称性以及衍射峰强度衰减的特征,其高指数晶面的衍射峰甚至消失。目前,面心合金高氮面心亚稳相（γ_N）的X射线衍射峰位移特征可由Warren的X射线衍射峰位移公式解释。本文采用X射线衍射分析确定了面心合金高氮面心亚稳相的相结构,表征了堆垛层错对其X射线衍射谱的影响。基于Warren的层错的X射线衍射理论和Wagner的孪晶层错的衍射峰非对称性计算方法,本文依据非理想面心立方晶体的X射线衍射中层错诱发的散射几何理论,系统研究了面心合金高氮面心亚稳相（γ_N）的X射线衍射峰位移、衍射峰非对称性、衍射峰宽化以及衍射峰强度,建立了面心合金高氮面心亚稳相（γ_N）的X射线衍射理论模型,进一步从理论上确定了γ_N相的晶体结构符合具有高堆垛层错密度的面心立方相结构模型。本文拟合数值范围为0.02～0.25的较高形变层错密度（α）与数值范围为0.01～0.1的较低孪晶层错密度（β）已成功用于分析面心合金高氮面心亚稳相（γ_N）的X射线衍射谱。本文引入的堆垛层错因子S_αβ取决于形变层错密度α与孪晶层错密度β,可以合理地表征γ_N相的X射线衍射峰强度衰减的特征。根据具有较高形变层错密度（α）与较低孪晶层错密度（β）的非理想面心立方相结构的X射线衍射理论,本文计算拟合了不同渗氮工艺的X射线衍射数据,结果表明理论计算数据与实验检测数据相一致,进一步证明了γ_N相的X射线衍射理论模型的合理性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
1 绪论  7-11
  1.1 Fe-Cr-Ni奥氏体不锈钢低温表面工程  7-8
  1.2 面心合金高氮面心亚稳相的晶体结构  8-9
  1.3 研究目的  9-10
  1.4 研究内容  10-11
2 面心合金高氮面心亚稳相的X射线衍射理论研究  11-39
  2.1 非理想晶体的X射线衍射理论基础  11-13
  2.2 堆垛层错对面心合金高氮面心亚稳相的X射线衍射谱线的影响  13-35
    2.2.1 形变层错导致γ_N相的X射线衍射峰的位移  28-31
    2.2.2 孪晶层错导致γ_N相的X射线衍射峰的非对称性  31-32
    2.2.3 堆垛层错导致γ_N相的X射线衍射峰的宽化  32-35
  2.3 面心合金高氮面心亚稳相的X射线衍射强度模型  35-39
3 面心合金高氮面心亚稳相的X射线衍射数值分析  39-52
  3.1 堆垛层错因子随形变层错密度与孪晶层错密度的变化规律  39-40
  3.2 面心合金高氮面心亚稳相的晶体学参量的确定  40-49
    3.2.1 由γ_N相的衍射峰位移计算形变层错密度  43-46
    3.2.2 由γ_N相的衍射峰非对称性计算孪晶层错密度  46-48
    3.2.3 由γ_N相的衍射峰宽化计算平均晶粒尺寸  48-49
  3.3 面心合金高氮面心亚稳相的X射线衍射谱线的拟合  49-52
结论  52-53
参考文献  53-55
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  55-56
致谢  56-57

面心合金高氮面心亚稳相的X射线衍射理论及其应用研究

内容摘要

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