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中文摘要：
研究了Fe-Cr-Ni钢在860-920℃和350-560℃交变化学势下RE-C-N共渗。利用OM、STM、SEM、TEM、EDS、XRD、XPS、纳米硬度计、磨损试验机、阳极极化等手段对共渗层组织结构与性能进行了表征，借助相场模拟技术对析出相演变进行了预报，第一原理计算表征了共渗层生成相性质。成果包括构造了交变化学势下包含浓度梯度、界面能和弹性能的析出相自由能分布函数；建立了稀土共渗析出相演变的统一相场模型，实现了梯度析出过程与应力状态预报；形成了高化学位860℃稀土渗碳技术，揭示了稀土渗碳层超高强韧化机理；发现560℃高碳势RE-N-C共渗层中形成梯度调制层，阐明了其微观结构；得出400-500℃ RE-N-C共渗组织结构演变及渗层增厚动力学规律，阐明了渗入稀土的分布及其存在方式，稀土的渗入细化了共渗层生成相尺寸，诱发扩散层中早期沉淀演变为粒状Fe16N2相；发现纳米化钢350-400℃等离子体渗氮表层生成膨胀马氏体和FeN0.032-0.076双相；阐明了RE-N-C共渗层组织结构与耐磨性和耐蚀性的对应关系，揭示了相应的微观机理；实现了有无稀土晶体及析出相性质的第一性原理表征。
结论摘要：
英文主题词Chemical potential; RE-multi-component permeation; phase field simulation; first principles calculations; wear and corrosion resistances
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