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稀土元素在金属材料中的作用机制

目录

文档概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1稀土元素概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1.1稀土元素的定义与分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.1.2稀土元素的基本物理化学性质．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2金属材料强化机制简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1.3稀土元素对金属材料影响的研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．15

稀土元素与金属原子相互作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.1稀土元素的价电子结构特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.2稀土元素与过渡金属原子的键合特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.2.1离子键与共价键的混合效应．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

2.2.2占据不同价态的可能性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

稀土元素对金属材料微观结构的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

3.1影响晶体生长与形核过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

3.1.1改变结晶过冷度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.1.2抑制形核速率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.2调控晶粒尺寸与形貌．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.2.1显著的晶粒细化效果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

3.2.2改变晶粒生长方向与形态．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

3.3终端相或析出物的形成调控．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.3.1延缓相变进程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

3.3.2改变析出相的性质与分布．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

3.4粒子与晶界作用机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

3.4.1固溶强化与晶界．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

3.4.2提高晶界迁移活化能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59

稀土元素对金属材料力学性能的增强．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

4.1强度与硬度的提升途径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

4.1.1位错运动的阻碍作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63

4.1.2晶粒尺寸效应的贡献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66

4.1.3固溶强化与析出强化的叠加．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68

4.2韧性与塑性的Modification策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70

4.2.1改善断裂韧性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73

4.2.2调控材料塑性变形行为．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76

4.3抗疲劳性能的改善机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77

4.3.1延迟疲劳裂纹萌生．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．80

4.3.2抑制疲劳裂纹扩展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81

4.4抗蠕变性能的强化机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84

4.4.1抑制高温下位错滑移．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．87

4.4.2改善高温稳定性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．88

稀土元素对金属材料腐蚀与磨损行为的作用．．．．．．．．．．．．．．．．．90

5.1腐蚀电位与腐蚀电流的影响．．