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Cr_7C_3在磁场作用下取向行为

作　者: 秦昊
导　师: 胡壮麒; 苏允海
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 纵向磁场碳化物硬质相磁各向异性取向
分类号: TG455
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

材料是社会赖以生存的物质基础，其应用与发展决定了国民经济和科学技术的进步，随着世界科技的高速发展，工业的生产对材料性能的要求也越来越高。材料制备过程中新技术的开发、新工艺的采用作为改善材料性能的主要途径，受到了材料科学领域中研究学者们的普遍关注。磁场不仅能影响材料物理化学变化的宏观过程，还可以产生高强度的能量，无接触地传递到材料中，改变原子的匹配、排列等热力学状态，使物质结构及相变过程发生变化，从而影响材料的微观组织和性能。因此，利用磁场控制材料的制备已成为材料科学研究的新领域。本课题以铁基耐磨堆焊合金为研究对象，在等离子弧堆焊过程中引入外加纵向磁场，借助三元相图及大量检测设备对堆焊层进行分析与测试，研究了不同磁场参数下堆焊层组织中碳化物硬质相分布及形态变化规律，初步探讨了磁场下析出相晶粒的生长机理及其呈一定规律取向排列现象的原因。研究结果表明：采用等离子堆焊技术，能够使Fe5合金粉末的堆焊层组织中生成大量M₇C₃型碳化物晶体，在无磁场条件下，硬质相主要呈块状和长条状，无规则地分布在基体中，没有明显的取向性；施加纵向磁场后，碳化物的分布和形态开始发生变化，直流磁场电流3A时，M₇C₃晶体大多呈规则六边形，X射线分析表明，此时的主要衍射峰对应Cr₇C₃晶体的（060）晶面；纵向交流磁场对碳化物晶粒取向性的影响较小，同时，磁场电流对Cr₇C₃晶粒生长方向的影响效果比磁场频率显著；磁力矩是顺磁性Cr₇C₃晶体在熔池中旋转取向的驱动力，其取向生长分两个阶段：在高温区以旋转取向为主，低温区以择优生长为主。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-22
  1.1 耐磨堆焊材料  10-14
    1.1.1 耐磨堆焊合金  10-12
    1.1.2 堆焊层中的碳化物  12-14
  1.2 磁现象  14-15
  1.3 物质磁性基本特点  15-18
    1.3.1 物质的磁性及分类  15-17
    1.3.2 磁各向异性  17-18
  1.4 磁场中材料组织取向的研究  18-20
    1.4.1 强磁场中材料的旋转取向研究  18-20
    1.4.2 其它材料加工过程中的磁场取向行为  20
  1.5 课题研究内容和意义  20-22
第二章实验材料、设备及方法  22-27
  2.1 实验材料  22
  2.2 实验设备  22-24
  2.3 实验方法及步骤  24-27
    2.3.1 等离子弧堆焊实验  24-25
    2.3.2 试样的观察与检测  25-27
第三章直流磁场下堆焊层组织  27-42
  3.1 堆焊层组织中的碳化物  27-34
    3.1.1 凝固组织  27-29
    3.1.2 堆焊层金相组织  29-30
    3.1.3 X 射线衍射与能谱分析  30-33
    3.1.4 显微硬度测试  33-34
  3.2 外加纵向直流磁场对堆焊层组织的影响  34-40
    3.2.1 直流磁场下堆焊层的显微组织  34-37
    3.2.2 直流磁场下堆焊层金属的 X 射线衍射分析  37-40
  3.3 小结  40-42
第四章交流磁场下堆焊层组织  42-53
  4.1 外加纵向交流磁场对堆焊层组织的影响  42-46
    4.1.1 外加纵向交流磁场电流对堆焊层组织的影响  42-44
    4.1.2 外加纵向交流磁场频率对堆焊层组织的影响  44-46
  4.2 交流磁场下堆焊层金属的 X 射线衍射分析  46-52
    4.2.1 不同磁场电流下的 X 射线衍射分析  46-48
    4.2.2 不同磁场频率下的 X 射线衍射分析  48-52
  4.3 小结  52-53
第五章磁场中硬质相晶体取向理论分析  53-61
  5.1 M_7C_3型碳化物硬质相生长机制  53-56
  5.2 磁场中硬质相晶体的旋转取向过程  56-57
  5.3 磁场中晶体取向的动力学过程  57-58
  5.4 取向机制探讨  58-59
  5.5 小结  59-61
第六章结论  61-62
参考文献  62-65
在学研究成果  65-66
致谢  66

Cr_7C_3在磁场作用下取向行为

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