部分Ti基合金系中bcc相互擴散系數(shù)的實驗測定及擴散動力學(xué)計算.pdf

1、鈦合金具有比強度高、耐蝕性好、耐熱性好及良好的生物相容性等特點，在航空、航天、冶金、汽車及醫(yī)用等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于鈦合金的許多熱處理工藝和相變均與合金元素的擴散行為密切相關(guān)，因此，有必要對材料的擴散動力學(xué)進(jìn)行實驗分析和理論計算。然而，目前由于缺乏相關(guān)的擴散實驗數(shù)據(jù)，鈦基合金動力學(xué)數(shù)據(jù)庫還很不完善。因此，本研究通過擴散偶法，實驗測定了部分鈦基二元系中bcc相的互擴散系數(shù)，并基于文獻(xiàn)報道的擴散實驗信息和本研究得到的實驗數(shù)據(jù)，利用DI

2、CTRA軟件進(jìn)行動力學(xué)參數(shù)的優(yōu)化與計算。同時，基于文獻(xiàn)報道的實驗信息，并結(jié)合各基礎(chǔ)子二元系的動力學(xué)參數(shù)，對相關(guān)部分鈦基三元系的動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化與計算，進(jìn)一步完善鈦基多元合金動力學(xué)數(shù)據(jù)庫。本研究的主要內(nèi)容如下:
　　(1)通過制備Ti-X(X=Ga、Cu、Sn、Co、Ni)二元系中bcc相的擴散偶，利用EPMA技術(shù)測定了上述各擴散偶的濃度-距離曲線，基于濃度-距離曲線，用Den Broeder方法計算了上述各二元系中bcc相在12

3、73-1573 K溫度范圍內(nèi)的互擴散系數(shù)。實驗結(jié)果表明，本研究得到的實驗數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報道的有限實驗信息是基本一致的，從而驗證了本研究所得實驗結(jié)果的可靠性。
　　(2)基于本研究得到的實驗結(jié)果和文獻(xiàn)報道的實驗數(shù)據(jù)，利用DICTRA軟件，對Ti-X(X=Ga、Cu、Sn、Co、Ni)二元系中bcc相的動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化與計算，同時基于文獻(xiàn)報道的實驗數(shù)據(jù)，優(yōu)化與計算了Zr-Cr和Zr-Fe二元系中bcc相及Cu-Ga二元系中fcc相的動

4、力學(xué)參數(shù)，計算結(jié)果均與實驗數(shù)據(jù)符合良好。根據(jù)優(yōu)化得到的動力學(xué)參數(shù)計算了擴散偶的濃度-距離曲線，計算結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)也取得了良好的一致性，這進(jìn)一步驗證了本研究所得動力學(xué)參數(shù)的合理性。
　　(3)基于文獻(xiàn)報道的擴散實驗數(shù)據(jù)，利用DICTRA軟件，對Ti-Al-X(X=Mo、Co)各三元系中bcc相的動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化與計算，計算結(jié)果均與實驗數(shù)據(jù)符合良好。同時，對上述兩個三元合金系的擴散偶濃度-距離曲線和擴散路徑進(jìn)行了計算模擬，計算結(jié)果