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价电子理论在多元低合金钢中的应用研究

胡世涛

  多元低合金耐磨钢是广泛应用于冶金、建材、电力、机械工业磨料磨损工况的一类合金钢,研究和开发具有较高硬度和较高强韧性的多元低合金耐磨钢具有科学意义,同时具有工程应用价值。本文在这个背景下,应用价电子理论研究了钢的价电子结构对多元低合金耐磨钢相变和力学性能的影响。合金元素进入晶体后,合金原子既可以进入含碳原子的晶胞以置换原子的形式存在,同样也可以置换原子的形式进入不含碳原子的晶胞。本文仿照含碳晶胞单元的合金价电子结构分析模型及价电子结构计算方法,提出非碳合金元素进入不含碳晶胞的合金价电子结构分析模型及价电子结构的计算方法,从而可以完整地计算多元低合金钢奥氏体和马氏体各组成晶胞的价电子结构。本文利用自主编制的计算程序,计算了26CrMnSiNiMo耐磨钢的价电子结构参数,运用该参数从电子层次分析合金元素对钢相变和热处理的影响。晶胞单元的价电子结构对合金钢的相变和力学性能的影响不仅与单个晶胞单元的价电子参数有关,还与各种晶胞单元的比例有关。为此,本文在前人数学统计公式的基础上,提出用晶胞单元的最强键上共价电子数来计算钢的奥氏体和马氏体组成晶胞比例。鉴于单个晶胞单元的相结构形成因子不能准确地反映合金元素对钢力学性能的影响,本文提出了考虑多个晶胞单元的宏观相结构形成因子(?)。在考虑合金钢元素宏观相结构形成因子的基础上,提出合金钢力学性能(硬度,抗拉强度,冲击韧性)与钢中元素的原子百分数之间关系的经验公式,经4种工程用低合金耐磨钢验证,该经验公式计算值与实测值误差小于5.9%。该经验公式为多元低合金钢成分设计提供了参考依据。……   
[关键词]:耐磨钢;价电子结构;晶胞比例;相结构因子;成分设计
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:暨南大学2006年
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