金属材料的晶界工程与三维显微研究

目 录
《博士后文库》序言
序
前言
第1 章 晶界工程技术研究现状 1
1.1 背景知识介绍 1
1.2 晶界工程处理材料的显微组织特征 3
1.2.1 晶界定义 3
1.2.2 CSL 晶界 3
1.2.3 孪晶界与高阶孪晶界 4
1.2.4 多重孪晶显微组织 7
1.2.5 晶界网络特征描述 8
1.3 晶界工程处理工艺 9
1.4 晶界网络演化模型 11
1.5 晶界工程强化机理 12
1.5.1 CSL 晶界开裂敏感性 13
1.5.2 晶粒团簇的作用 14
1.5.3 裂纹桥模型 15
1.5.4 逾渗理论 16
1.5.5 随机晶界网络连通性 19
第2 章 三维显微表征技术发展现状 20
2.1 概述 20
2.2 三维显微组织研究成果 21
2.2.1 3D-OM 21
2.2.2 3D-EBSD 22
2.2.3 3D-XRM 23
2.2.4 3D-TEM 24
2.3 三维显微组织数据分析技术 25
第3 章 典型材料的晶界工程处理与机理分析 27
3.1 镍基690 合金的晶界工程处理 27
3.1.1 原始晶粒尺寸对晶界工程处理的影响 27
3.1.2 晶界碳化物对晶界工程处理的影响 42
3.1.3 镍基690 合金的U 弯变形晶界工程处理 54
3.2 大尺寸316/316L 不锈钢的晶界工程处理 62
3.2.1 试验设计 63
3.2.2 大尺寸316 不锈钢晶界工程处理显微组织 63
3.2.3 大尺寸316L 不锈钢晶界工程处理显微组织 68
3.3 304不锈钢的晶界工程处理 78
3.3.1 试验设计 78
3.3.2 晶界工程处理显微组织 78
3.4 晶界网络演化的准原位分析 80
3.4.1 试验设计 80
3.4.2 残留碳化物表征原始晶界方法 81
3.4.3 晶粒团簇形核与长大模型 85
3.5 晶粒团簇与多重孪晶的统计规律性 85
3.5.1 晶粒团簇内的晶体取向分布 86
3.5.2 晶粒团簇内几种优势取向间的关系分布 90
3.5.3 晶粒团簇内几种优势取向的晶粒数分布 93
3.5.4 多重孪晶过程的规律性 95
3.6 本章小结 96
第4 章 晶粒与晶界的三维形貌特征分析 98
4.1 三维显微表征方法 98
4.1.1 3D-EBSD 数据采集 98
4.1.2 3D-EBSD 数据分析 103
4.2 3D-EBSD 显微组织重构 105
4.3 晶粒的三维形貌与三维晶界 106
4.3.1 典型三维晶粒形貌 106
4.3.2 典型三维晶界形貌 109
4.4 三维晶粒几何特征参数分布 110
4.4.1 晶粒尺寸 112
4.4.2 晶界尺寸 116
4.4.3 晶粒的表面积 118
4.4.4 晶粒的晶界数 121
4.4.5 晶粒的平均晶界尺寸 123
4.4.6 晶粒的晶棱数 124 4.4.7 晶粒的顶点数 125
4.4.8 晶界的边数 126
4.5 晶界工程处理对晶粒形貌的影响 128
4.5.1 晶粒形貌一般特征 128
4.5.2 晶界工程处理的影响 130
4.6 本章小结 131
第5 章 孪晶界在三维晶界网络中的分布 132
5.1 晶粒几何与晶体取向 132
5.2 孪晶与孪晶界的三维形貌 134
5.2.1 孪晶形貌分类 134
5.2.2 不同类型孪晶形貌实例 136
5.2.3 晶界工程处理试样中的孪晶形貌 140
5.3 晶粒间拓扑结构模型 142
5.3.1 三叉界角 142
5.3.2 四叉界角 143
5.3.3 局部晶界网络模型 145
5.4 孪晶界在局部晶界网络中的分布规律 146
5.4.1 孪晶界在三叉界角中的分布 147
5.4.2 孪晶界在四叉界角中的分布 149
5.4.3 孪晶界在晶粒上的分布 152
5.4.4 孪晶界沿晶界的分布 154
5.5 孪晶界在晶界网络中的分布 155
5.5.1 孪晶界比例 156
5.5.2 晶粒团簇 159
5.5.3 孪晶链 160
5.6 晶界工程处理材料的三维晶界网络特征 165
5.7 晶界工程处理控制晶界网络机理的三维诠释 168
5.8 本章小结 169
第6 章 晶界工程处理材料的应力腐蚀开裂行为研究 171
6.1 试验设计 171
6.1.1 材料与试样 171
6.1.2 应力腐蚀开裂试验 172
6.1.3 裂纹扩展监测技术 174
6.1.4 三维显微表征 175
6.2 应力腐蚀开裂扩展路径的二维截面分析 176
6.2.1 基本性能评价 176
6.2.2 316L 不锈钢晶界工程对比试样 177
6.2.3 316L 不锈钢晶粒尺寸对比试样 179
6.2.4 316 不锈钢晶界工程对比试样 181
6.2.5 各类型CSL 晶界开裂敏感性分析 184
6.3 应力腐蚀开裂裂纹断口形貌 186
6.4 应力腐蚀开裂裂纹的三维形貌 189
6.5 三维晶界网络特征对晶间开裂的影响 192
6.5.1 三叉界角的晶间开裂模式 192
6.5.2 四叉界角的晶间开裂模式 194
6.5.3 孪晶界对邻接晶界开裂的抑制作用 197
6.6 晶界工程处理对晶间开裂的强化分析 200
6.6.1 逾渗理论 200
6.6.2 裂纹桥模型 202
6.6.3 特殊晶界阻碍晶间开裂的力学分析 205
6.7 本章小结 208
第7 章 结论与展望 209
7.1 结论 209
7.2 展望 212
参考文献 214
编后记 229
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