论文部分内容阅读
钛基合金具有密度小、强度高、导热系数小、耐热性好、耐腐蚀、无毒、无磁性等特点,在机械、医学、航空、航天、电子等工业领域中得到了广泛的应用。扩散动力学是材料设计领域中的重要理论基础,是研究扩散型相变和模拟材料工艺过程的有力工具,并且在ε相不锈钢的沉积、硬质合金的梯度烧结、合金的瞬时液相焊接、基底和合金的界面反应、模拟与扩散有关的非平衡凝固、扩散偶反应以及金属间化合物的生长等实际应用方面都有着重要意义。因此,开展钛基合金体系扩散动力学的计算,并建立钛基合金动力学数据库,将是一项具有重要理论价值和实际意义的研究工作。本论文主要通过模拟计算和实验数据对比两种途径,对钛基合金体系的扩散动力学进行了研究,所取得的主要研究成果如下:
(1)利用DICTRA软件,根据文献报道的数据和第一性原理计算的晶格常数,对纯组元La，Ir,Ce,Pb,Pd,Co,Au,Ag,Ni,Cu,Al,Fe,Pt,Ta,Ti,U,Cr,Li,Mo,Nb,Pr,Pu,Zr,Yb,W,K,Tl,Ett,Od在其稳定结构和亚稳结构中的自扩散系数进行了优化与计算,初步建立了纯组元自扩散动力学数据库。
(2)利用DICTRA软件,根据文献报道的实验数据和优化得到的动力学参数,对钛基合金在FCC、BCC结构中的扩散系数进行了优化与计算,从而建立了Ti-X(X=Ni,Cu,Ga,Mo,In,Ta,Si,V,Ag,Au,Pd,Cr,Zr,Fe,Sn,Nb)合金的动力学数据库。
(3)利用DICTRA软件,根据文献报道的实验数据和优化得到的动力学参数,对部分三元合金的扩散动力学进行了优化与计算,计算的结果与实验数据取得了良好的一致性。
Ti基合金动力学数据库所含信息量巨大,利用该数据库可以计算稳态与亚稳态下的扩散系数、扩散偶在界面反应时的界面移动情况、扩散偶浓度曲线、扩散路径等。该数据库对Ti基合金的设计具有重要的指导作用。