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成果信息

絕大部分的金屬工程材料都是多晶體,，材料的性能與其顯微組織及晶界特性有著非常緊密的聯(lián)系,。如像材料中發(fā)生的晶間斷裂,、腐蝕,、擴(kuò)散,、偏聚等問(wèn)題，都會(huì)受到晶界結(jié)構(gòu)和晶界特性的影響,?？刂凭Ы绲慕Y(jié)構(gòu)和特性，并增加這類(lèi)特殊晶界所占的比例,，就可以使材料的這些性能得到改善,。這類(lèi)晶界稱(chēng)為“特殊晶界”，也就是低Σ重位點(diǎn)陣晶界,。如何提高低Σ重位點(diǎn)陣晶界所占的比例,，以及研究它們與使用性能之間的關(guān)系，就構(gòu)成了“晶界工程”問(wèn)題,。我們已掌握了采用特殊的加工和熱處理工藝,，可以使低Σ重位點(diǎn)陣晶界所占的比例由通常的<20%提高到60~70%以上，明顯提高了金屬材料的耐腐蝕性能,。這種工藝不需要改變材料的化學(xué)成分也不需要增加特殊的工藝設(shè)備,，適用于不銹鋼、鎳基合金,、銅及銅合金,、鉛合金等金屬材料制成的板材和管材。不需要改變金屬材料的化學(xué)成分,，不需要增加特殊的工藝設(shè)備,，只要改變材料的熱加工工藝,，就可以增加材料中特殊晶界所占的比例,，提高材料的耐腐蝕性能。在極少投入或極少技改的情況下,，就可以提高傳統(tǒng)產(chǎn)品的使用性能,。特殊晶界（低Σ重位點(diǎn)陣晶界）的比例可以由通常的<20~30%提高到>60~70%，材料的耐腐蝕性能（腐蝕速率—主要指沿晶間的耐腐蝕性能）可降低30~60%,。)

背景介紹

合金由于其高溫強(qiáng)度高,、耐腐蝕性能好，以及優(yōu)異的耐氧化能力,，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于化工,、石油、核工業(yè)等領(lǐng)域。近年來(lái)Hastelloy C-276合金成為第四代超臨界水冷堆(SCWR)燃料包殼候選材料之一,。面對(duì)嚴(yán)苛的工作環(huán)境,Hastelloy C-276合金需要具備更加優(yōu)良的力學(xué)性能和耐腐蝕性能,。如何能夠經(jīng)濟(jì)高效的提高Hastelloy C-276合金的相關(guān)性能，是主要研究目標(biāo),。材料的晶界分布特征與宏觀性能之間有著至關(guān)重要的聯(lián)系,，如力學(xué)性能、耐腐蝕性能,、蠕變性能等,。“晶界工程”是Watanabe于1984年提出的晶界設(shè)計(jì)與控制這一概念發(fā)展而來(lái)的,。材料的屬性可以通過(guò)提高材料中特殊晶界比例(低ΣCSL晶界)進(jìn)行優(yōu)化,。)

應(yīng)用前景

該工藝方法可應(yīng)用于冷軋退火的板材和管材（尤其適合于不銹鋼、鎳基合金,、銅及銅合金,、鉛合金等面心立方結(jié)構(gòu)的金屬），可以明顯提高這類(lèi)材料的抗晶間腐蝕和抗應(yīng)力腐蝕的能力,，對(duì)改進(jìn)材料的力學(xué)性能也有好處,。因此，應(yīng)用前景廣闊,。)