| 题名 | 超细晶粒铁钴合金的力学性能与磁性 |
| 作者 | 吴颖 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006-08-18 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 杨锐 |
| 关键词 | 铁钴合金 超细晶粒 力学性能 蠕变 磁性 |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 有序等原子比铁钴合金因具有高的居里点、几乎最高的饱和磁化强度以及一定的力学性能而可能在航空航天推进器中被应用于应力和高温条件下。具有亚微米晶粒或超细晶粒的铁钴合金材料具有高达2200MPa 的室温屈服强度，因此能够支持磁性部件更高的旋转速度。本论文着重研究了了等原子比FeCo-2V-0.3Nb 合金的力学性能和磁性，同时研究了FeCo-2V 的部分力学性能。 对两种合金晶粒长大动力学进行了研究， 证实了有序导致材料晶粒长大激活能升高。材料冷轧形成的{001}<110>、{112}<110>织构在再结晶过程中均增强，有序化对材料的再结晶织构组分没有影响。 两种合金均在450oC 的中间退火温度获得最高的屈服强度，这是材料仅发生部分再结晶和完全的有序化转变的结果。长程有序度对FeCo-2V 合金屈服强度的影响取决于晶格摩擦力和晶界强化效应哪个对屈服强度的贡献更大：对于大晶粒材料，晶格摩擦力对屈服强度的贡献大，材料往往在某一中间有序度获得最高屈服强度；对于细小晶粒，晶界强化效应占据主导地位，有序化使材料的屈服强度升高。 FeCo-2V-0.3Nb 合金中晶粒细化到1.2μm 时材料的延伸率显著提高。进一步细化晶粒反倒有害于材料的塑性，这是因为裂纹萌生于较高应力条件下。在FeCo-2V-0.3Nb 合金中有序化导致高的加工硬化率， 具有超细晶粒的FeCo-2V-0.3Nb 金属间化合物的延伸率比很多具有相同晶粒的塑性金属和合金的延伸率都高。而由于弥散分布、具有硬质核心的软析出相能够起到分散滑移的作用，相同晶粒尺寸的FeCo-2V-0.3Nb 合金比FeCo-2V 合金具有更高的延伸率。 193nm，430nm 和1.2μm 晶粒尺寸的FeCo-2V-0.3Nb 合金在高温拉伸时加工硬化率随着测试温度的升高而降低，晶粒越细这种降低越明显，这主要是由位错滑移出晶界造成的。当温度在600oC 同时晶粒尺寸比较细时晶界滑移使得193nm 和430nm 晶粒的材料失去加工硬化能力。由于晶界滑移，在500-600oC 的温度区间，细小晶粒屈服强度的降低比粗大晶粒更加显著。加工硬化率降低一方面降低了流变应力，但是另一方面又使局部应变集中更加严重，因此193nm 和430nm 晶粒的材料在300-500oC 的温度区间、1.2μm 晶粒的材料在500-600oC 的温度区间延伸率随着温度升高而降低。而晶界滑移导致材料延伸率升高。 当FeCo-2V-0.3Nb 合金晶粒尺寸从1.2μm 降低到193nm 时材料的蠕变机制从三次幂蠕变向扩散性蠕变转变。材料晶界蠕变机制可以归结于四个方面：应力导致的析出使得位错运动被阻碍，超位错的粘滞滑移，有序化导致晶界扩散比晶内扩散快得多以及超细的晶粒尺寸。由于扩散蠕变机制逐渐占据主导地位，晶粒尺寸细化到微米以下时严重损害FeCo-2V-0.3Nb 合金的蠕变性能。 尽管1.2μm晶粒的材料在退火后磁性能比细小晶粒的材料好得多，但是蠕变后三种材料的饱和磁化强度和矫顽力趋于一致。这是因为三种材料在蠕变过程中都会发生应力促进的析出反应；大晶粒在蠕变时发生位错蠕变，从而产生内应力，而材料具有高的磁致伸缩能，因此磁化能力减弱。 对合金的磁学各向异性的测量表明冷轧的材料在轧制方向上难于磁化，在横向上容易磁化。而经过退火＋高温淬火的无序态材料，在轧向和横向具有差不多的磁化能力，而在横向上比在轧向上更加难于磁化。通过采用ODF数据对材料面内磁晶各向异性能的计算表明前者主要是因为材料存在织构，后者则是由于测试样品横向上的内应力造成的。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 120 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17280]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吴颖. 超细晶粒铁钴合金的力学性能与磁性[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2006. |
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