相变中的界面

讨论了各类相变中的界面分类。重构型相变没有共格界面，相变产物形状也无系统性变化。位移型相变有完全共格或部分共格的界面，有可见的相变产物形状变化。完全共格界面出现在无成分变化的马氏体型相变以及有成分变化的扩散位移型相变中。这二种类型界面的迁移依靠台阶（马氏体相变中称之谓相变位错）的运动完成。部分共格界面也可能出现在马氏体型或较为少见的扩散型相变中。     

界面条件剧变的淬火过程三维温度场的计算机模拟

用有限单元法建立界面条件剧变的淬火过程三维瞬态温度场的计算机计算数学模型，并用Ｔ１０钢作为试验材料进行冷却曲线测试以验证数学模型。该模型较全面地考虑了淬火过程中界面换热系数剧烈变化及各种物性参数随温度而变化的非线性问题，包括了相变的计算及相变潜热与温度场变化的耦合计算。冷却曲线的计算结果与实测结果吻合较好，表明本数学模型和计算程序能正确预测复杂形状物体的非线性三维瞬态温度场变化。     

界面条件剧变的淬火过程三维温度场的计算机模拟

用有限单元法建立界面条件剧变的淬火过程中三维瞬态温度场的计算机计算数学模型，并用Ｔ１０钢作为试验材料进行冷却曲线测试以验证数学模型，该模型较全面地考虑了淬火过程中界面换质热数剧烈变化及各种特性参数随温度而变化的非线性问题，包括了相变的计算及相变潜热与温度场变化的耦合计算，冷却曲线的计算结果与实测结果吻合良好，表明本数学模型和计算程序能正确预测复杂形状物体的非线性三维瞬态温度场变化。     

碳钢相变机制的数学研究--过冷等温时碳钢中相界面共格的固态相变

通过一个金属学的常识和一个假设,提出了“相变过渡层”的概念。然后分析了碳钢在过冷等温时,相界面共格的固态相变过程中,相界面附近碳的扩散系数变化的情况;利用菲克第一定律,描述了相变时碳钢中碳的分布。同时假一个数学函数式来表述碳钢相变时相界面附近碳的分布,随后利用菲克第二定律得到相应的扩散系数表达式。据此计算过冷等温时的相变速度,分析相变时应力的分布。并在“相变过渡层”概念的基础上,探讨了碳钢在过冷等温时马氏体和贝氏体的相变机制。     

钛及钛合金扩散焊接接合区晶界形态及迁移行为的研究

本文通过高温金相观察,对铁及钛合金扩散焊接过程中接合区的晶界形态及其迁移行为进行了试验研究。试验发现,接合区的β晶体形态与相变前界面的状态密切相关。相变前未经加压的试样,当升温到相变点以上时,界面区出现较多的垂直于界面的β晶界,而相变前已加压一段时间的试样,则β晶界一开始显现即可越过界面。同时观察到三晶结点远离界面的迁移以及平行于焊接界面的移动是接合区晶界迁移的主要形式,而界面能的变化则是晶界迁移的主要动力。界面孔洞对于晶界迁移具有钉扎作用,而经过一定局部变形的界面,则易于发生越过界面的晶界迁移。为此,作者提出采用在相变点温度以下加压,然后再升温到相变点之上保温的焊接工艺循环,可以有利于获得优质焊接接头。     

采用界面速度追踪法数值模拟多维凝固问题

根据运动学的观点,提出了一种通过追踪计算移动界面的速度获得相变区域,从而进行多维凝固问题计算的方法.同时提出了一种将不同时刻计算所得移动界面坐标作为网格节点,由此产生随时间逐步形成的新的网格生成方法,避免了针对具有移动界面问题计算而产生的整体网格变动的问题.借助该新型网格的划分方法,结合有限元计算,完成相变区域内温度场的计算.该方法计算过程较为简便,计算实例表明,一些特定位置处的界面位移规律与一维理论解是一致的.     

AuCd合金马氏体相变有关的内耗

AuCd合金的马氏体相变内耗峰随着热循环次数的增加而升高。金相观察表明这与相界面的增多有关。并提出了一个应力感生界面位错运动的静滞后损耗模型。在Ms点以上测得一个新的内耗峰,是一个和热激活有关的弛豫峰。含46.1at。％Cd的AuCd合金在几次循环测量后,可使立方(?)正交相变变为立方(?)六方相变,对这一变化的机理进行了分析。     

INTERNAL FRICTION ASSOCIATED WITH THE MARTENSITIC TRANSFORMATION OF AuCd ALLOYS

AuCd合金的马氏体相变内耗峰随着热循环次数的增加而升高。金相观察表明这与相界面的增多有关。并提出了一个应力感生界面位错运动的静滞后损耗模型。在Ms点以上测得一个新的内耗峰,是一个和热激活有关的弛豫峰。含46.1at。％Cd的AuCd合金在几次循环测量后,可使立方(?)正交相变变为立方(?)六方相变,对这一变化的机理进行了分析。     

基于序参量梯度的改进相场模型及对大尺度体系马氏体相变的模拟研究

基于序参量变化在界面区域远大于非界面区域的特性,构造了全局修正函数,建立了适用于可调尺度体系马氏体相变模拟的相场模型。在不改变界面能密度的情况下,通过调整界面区域的体积自由能密度差与梯度能系数,有效增大了原相场模型中的界面宽度,实现了大尺度下的高效模拟,并能很好地表征马氏体相变。结果表明,改进后的相场模型能很好地解决原相场模型在大尺度体系模拟时存在的如生长速率过快、位向关系不合理及组织形貌杂乱无序等问题,模拟结果与实验结果符合较好。     

奥氏体/铁素体界面迁移与元素配分的研究进展

相变是钢铁材料微观组织调控的关键手段。高性能化的发展需要对钢铁材料组织进行更加精细的调控,这也对相变理论的认知提出了更高的要求。奥氏体-铁素体相变是先进高强钢制备过程中最为重要的相变之一。相变过程中的界面迁移与元素配分行为在很大程度上决定了钢铁材料制备过程中组织的演化过程,对实现微观组织的精细化调控至关重要,一直以来是钢铁相变领域的研究热点与难点。本文从理论模型和实验研究2方面,简要综述了近年来国内外关于奥氏体-铁素体相变的界面迁移与元素配分行为的研究进展,并对该研究方向尚未解决的科学问题进行了讨论与展望。