A New Alloy Design Method utilizing Diffusion Induced Recrystallization

利用扩散诱导再结晶的新合金设计方法

基本信息

  • 批准号:
    06650721
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.28万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1994
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1994 至 1995
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Diffusion induced recrystallization (DIR) in the Fe (Cu) system was experimentally studied using Cu/ (Fe-4.8Cu) /Cu diffusion couples in order to develop a new alloy design method based on a fast diffusion phenomenon duc to DIR.Cu/ (Fe-4.8Cu) /Cu diffusion couples, which consist of pure copper single crystals and an Fe-4.8Cu polycrystalline specimen, were anecaled at 1323K for various times between 300 and 86400s. At this annealing temperature, DIR occurs in the Fe-Cu phase from the interface of the diffusion couple and grows with increasing annealing time according to the relation l=1.6 (t/t_0) ^<0.29>, where l is the thickness of the DIR region in mum, t the annealing time in s and t_0 the unit time (1s). On the other hand, the thickness w of the Fe-Cu phase decreases with increasing annealing time according to the relation w/w_0=1-5.0*10^<-5>* (t/t_0) ^<0.5>, where w_0 stands for the initial thickness of the Fe-Cu phase. Thus, the Fe-Cu phase will be completely occupied with DIR regions at an annealing time of 56h.The observations were numerically analyzed utilizing a energy balance model proposed by one of the present authors. This model gives a quantitative relationship between the driving force for DIR and the migration rate of the moving grain boundary. For the analysis, the grain boundary diffusion of copper along the grain boundaries of DIR regions is the rate controlling process and the Fe-Cu phase is thermodynamically ideal. The equation l=1.04 (t/t_0) ^<1/3> has been obtained to describe the kinetics of DIR in the Fe-Cu phase under the present experimental conditions. The analysis quantitatively accounts for the observations.
为了开发一种新的基于快速扩散现象的合金设计方法,利用扩散偶实验研究了Fe(Cu)体系中的扩散诱导再结晶(DIR)。由纯铜单晶和Fe-4.8Cu多晶组成的扩散偶在1323K下300~86400s之间进行了不同时间的热处理。在此温度下,DIR从扩散偶界面开始出现在Fe-Cu相中,并随退火时间的延长而增长,关系式为L=1.6(t/t_0)^&lt;0.29&gt;其中L为扩散偶界面的厚度,S为退火时间,t_0为单位时间(1s)。Fe-Cu相的厚度w随退火时间的延长而减小,关系为w/w_0=1-5.0*10^&lt;-5&gt;*(t/t_0)^&lt;0.5&gt;其中w_0代表Fe-Cu相的初始厚度。因此,在56h的退火时间下,Fe-Cu相将完全被DIR区占据。该模型给出了DIR驱动力与晶界移动速率之间的定量关系。分析认为,铜沿DIR区晶界的扩散是速率控制过程,Fe-Cu相在热力学上是理想的。在本实验条件下,得到了描述Fe-Cu相中DIR动力学的方程L=1.04(t/t0)^&lt;1/3&gt;该分析定量地解释了观察结果。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
川波靖彦,梶原正憲,森勉: "Cu/Fe/Cu拡散対のFe相における拡散誘起再結晶の速度論的解析" 材料とプロセス. 8. 1383 (1995)
Yasuhiko Kawanami、Masanori Kajiwara、Tsutomu Mori:“Cu/Fe/Cu 扩散偶 Fe 相中扩散诱导再结晶的动力学分析”材料与工艺 8. 1383 (1995)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y.Kawanami, M.Kajihara and T.Mori: "Analysis of Kinetics of Diffusion Induced Recrystallization in Fe Phase of Cu/Fe/Cu Diffusion Couples" Current Advances in Materials and Processes, ISIJ. 8. 1383 (1995)
Y.Kawanami、M.Kajihara 和 T.Mori:“Cu/Fe/Cu 扩散偶 Fe 相扩散诱导再结晶动力学分析”材料和工艺最新进展,ISIJ。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
吉田慎,竹内信貴,川波靖彦 梶原正憲,森勉: "Cu/Fe/Cu拡散対のFe相における拡散誘起再結晶の組織観察" 材料とプロセス. 8. 1382 (1995)
Shin Yoshida、Nobutaka Takeuchi、Yasuhiko Kawanami、Masanori Kajiwara、Tsutomu Mori:“Cu/Fe/Cu 扩散偶 Fe 相中扩散诱导再结晶结构的观察”材料与工艺 8. 1382 (1995)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
吉田慎,竹内信貴,川波靖彦,梶原正憲,森勉: "Cu/Fe/Cu拡散対のFe相における拡散誘起再結晶の組織観察" 材料とプロセス. 8. 1382 (1995)
Shin Yoshida、Nobutaka Takeuchi、Yasuhiko Kawanami、Masanori Kajiwara、Tsutomu Mori:“Cu/Fe/Cu 扩散偶 Fe 相中扩散诱导再结晶结构的观察”材料与工艺 8. 1382 (1995)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.Yoshida, N.Takeuchi, Y.Kawanami, M.Kajihara and T.Mori: "Microstructure of Diffusion Induced Recrystallization in Fe Phase of Cu/Fe/Cu Diffusion Couples" Current Advances in Materials and Processes, ISIJ. 8. 1382 (1995)
S.Yoshida、N.Takeuchi、Y.Kawanami、M.Kajihara 和 T.Mori:“Cu/Fe/Cu 扩散偶 Fe 相中扩散诱导再结晶的微观结构”材料和工艺最新进展,ISIJ。
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  • 批准号:
    16560575
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 1.28万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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    11650676
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    1999
  • 资助金额:
    $ 1.28万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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