THERMODYNAMIC CALCULATION OF M_S AND DRIVING FORCE FOR MARTENSITIC TRANSFORMATION IN Fe-Mn-C ALLOYS

经 LFG(ΔG~(γ→a))-Mogutnov(ΔG_(Fe)~(γ→a))、徐祖耀(Shu-A)(ΔG~(γ→a))-Orr-Chipman(ΔG_(Fe)~(γ→a))、徐祖耀(Shu-B)(ΔG~(γ→a))-Orr-Chipman(ΔG_(Fe)~(γ→a))组合,均可算得 Fe-Mn-C 合金的 Ms 温度且与实验值十分符合.所得结果经数学处理,得 Fe-Mn-C 系 Ms 与成分的关系为:Ms(K)=817.4-7513.4xc-4141.9x_(Mn)-32083.5x_Cx_(Mn)(LFG)Ms(K)=829.9-7580.5x_C-4166.0x_(Mn)-15727.8x_Cx_(Mn)(SHU-A)Ms(K)=829.2-7276.1x_C-2915.4x_(Mn)-43825.7x_Cx_(Mn)(SHU-B)其线性相关系数均大于0.992.C 和 Mn 浓度均使合金的 Ms 线性地降低,而碳的作用几乎是Mn 的两倍.处理中引入了合金元素交互作用项(x_Cx_(Mn)),表明 C,Mn 相互加剧对 Ms 的影响。随含 C,Mn 量的增加,相变驱动力均单调地增加,而不存在奇异点.Ms 和相变驱动力的计算值均依赖于ΔG_(Fe)~(γ→a)项.     

ON THERMODYNAMIC CALCULATION OF Ms AND ON DRIVING FORCE FOR MARTENSITIC TRANSFORMATION IN Fe-C

为适合电子计算机进行计算,本文将各学者的ΔG_(Fe)~(γ→α)值公式化。应用各种ΔG~(γ→α)的计算模型,如经修正的Fisher,KRC和LFG模型,引入不同的ΔG_(Fe)~(γ→α)值,计算得到Fe-C合金的M_s温度。经比较后发现:M_s的计算值不仅取决于ΔG~(γ→α)的计算模型,而且极大地依赖于ΔG_(Fe)~(γ→α);若按照LFG模型并取Mogutnov的ΔG_(Fe)~(γ→α)值,和按照徐祖耀模型并取Kaufman的ΔG_(Fe)~(γ→α)值,计算所得结果均与M_s的实验值吻合得很好,而徐祖耀模型要比普遍公认的LFG模型简单得多。本文较精确地测定了x_C=0.01—0.05 Fe-C合金的M_s值,它们与Kaufman等人(1962)给出的数据很好吻合。Greninger所得x_C=0.06的M_s实验值看来是偏高的。驱动力的计算值不仅依赖于ΔG~(γ→α)的计算模型,而且还极大地取决于ΔG_(Fe)~(γ→α)值以及所选用的M_s值。计算表明:随含碳量的增加,相变驱动力将单调地增大。     

DRIVING FORCE OF BAINITE TRANSFORMATION FOR Fe-C-Mn ALLOYS

The regular solution model developed by Hillert and Stanffanson is applied to calculate thedriving force for transformations with three possible mechanisms in the intermediate tempera-ture range between proeutectoid and martensite transformation.Focus is made on thethermodynamical discussions for both diffusional and shear mechanisms for bainitic transfor-mations in different temperature ranges.     

DRIVING FORCE OF BAINITIC TRANSFORMATION FOR Fe-Mn-C ALLOYS

本文应用三元合金的规则溶液模型计算了Fe-C-Mn三元合金在贝氏体相变温区内以不同方式等温转变的相变驱动力,从热力学上论述了以不同的微观机制进行等温贝氏体转变的可能性。     

THERMODYNAMICS OF MARTENSITIC TRANSFORMATION IN Fe-Mn-C AND Fe-Ni-C ALLOYS

A Central Atom Model is introduced and the LFG and Hsu models are modified in order toevaluate the driving force for the martensitic transformation in Fe-Mn-C and Fe-Ni-C al-loys.The results show that the relationship between the driving force and the yield strength ofaustenite at Ms temperature,σ_(0.2)~γ/M_s,fits Hsu's formula;ΔG~=2.1σ_(0.2)~γ/M_s+907J/mol.The M_s temperatures of Fe-Mn-C and Fe-Ni-C alloys are also calculated.Thecalculated results are in good agreement with experimental values.     

超快速冷却条件下亚共析钢中纳米级渗碳体析出的相变驱动力计算

根据KRC和LFG模型提出的Fe-C合金的奥氏体相变机制,系统地计算了过冷奥氏体的相变驱动力,从热力学的角度分析了过冷奥氏体分解生成纳米级渗碳体颗粒的可能性,并且在热轧后超快速冷却的条件下,发现热轧亚共析钢的组织中存在大量纳米级渗碳体弥散分布的区域,渗碳体的尺寸在十到几十纳米,实现了在无微合金元素添加的条件下渗碳体的纳米级析出.此外,在过冷奥氏体组织中先共折铁素体附近存在大量的富C区,根据平衡浓度计算,局部C的摩尔分数可达到0.04—0.08,这部分高浓度的奥氏体分解析出纳米级渗碳体的倾向性更大.     

CuZnAl合金的马氏体及其相变的阻尼性能SCIEI

本文研究了CuZnAl合金在马氏体及马氏体相变时的阻尼性能。结果表明,在马氏体状态的内耗是一种M/M界面内耗,利用位错内耗理论的表达式可解释其变化规律。在马氏体相变区的内耗,包括M/M界面内耗及相变内耗两级分,其中相变内耗又由马氏体逆转变产生的内耗及应力诱发马氏体内耗两部分组成,并且前者占主导地位、合金阻尼性能的衰减与激振过程中引入的位错有关,并在一定振动次数后趋向一稳定值。     

DAMPING PROPERTIES OF MARTENSITE AND MARTENSITIC TRANSFORMATION IN CuZnAl ALLOYS

The internal friction of alloys in martensite state is believed to be an M/M interface one,which can be explained by an expression deduced from the theory of dislocation internal fric-tion.The internal friction during martensitic transformation consists of two parts,includingthose of the M/M interface and of the phase transformation.The latter is further composedof two portions,the major one produced by reverse martensitic transformation and the otherfrom stress-induced martensite.It was also found that the degradation of damping propertiesof the CuZnAl alloys is related to the dislocation,which is introduced from the exciting pro-cess,and tends to be of stable value after certain excitements.     

EFFECT OF SOLUTION STRENGTHENING OF AUSTENITE ON MARTENSITIC TRANSFORMATION IN Fe-Ni-C ALLOYS

测定了5种不同成分Fe-Ni-C合金的M_s温度和奥氏体在M_s时的屈服强度σ0.2(M_s)。求得奥氏体在M_s温度时的固溶强化方程为:σ0.2(M_s)=25.9+3410XC+567XNi,MPa。Ni,C浓度对M_s温度的影响可以方程M_s(K)=829-8650XC-1766XNi表示,以及σ0.2(M_s)与M_s的线性关系为:σ0.2(M_s)≈210-0.323M_s(℃),MPa.说明奥氏体在M_s时的固溶强化形成马氏体相变的阻力,它和相变驱动力及与M_s均呈线性关系.含25wt-％Ni,含碳在0.11Wt-％的合金基本形成位错马氏体,仅有极少量孪晶,当含碳为0.12wt-％时,则以23.97wt-％Ni为位错和孪晶亚结构的临界含Ni量.利用Magee和Davies图导出了奥氏体的σ0.2(M_s)对Fe-Ni-C合金马氏体形态的影响图,推断出奥氏体的临界分切应力随σ0.2(M_s)的变化关系,借以解释位错型和孪晶型马氏体的形成。     

A THERMODYNAMICAL STUDY ON MARTENSITE TRANSFORMATION IN Fe-C ALLOYS

在评述以在工作的基础上,就目前对马氏体相变的认识提出进一步处理的概念。着重对下式的物理含义加以阐述, ΔG~(γ→M)=ΔG~(γ→a)+Δ~(α→M)提出对ΔG~(α→M)估计的概念及运算途径。改进了处理方法并以较新数据计算了ΔO~(γ→a)。由热力学处理直接求得的理论M_s值与典型实验值很好符合,指出纯铁的M_s应为800K,Fe-C合金的M_3与碳浓度及奥氏体在M_s时的屈服强度均呈线性关系;相变驱动力随碳浓度的增大及M_s的下降而增加。     

MnCu合金马氏体相变和马氏体的内耗

本文对含Mn60-90wt-％的MnCu合金在123—423K温度范围内进行了低频和声频内耗测量,研究马氏体相变和马氏体中各种界面对内耗的贡献.结果指出,马氏体相变内耗可分解为两部分,即相变中的稳定内耗峰(阶梯变温测量时,T=0)和低温背景内耗.相变内耗主要是由马氏体和母相界面的运动产生的;低温背景内耗是由马氏体片间界面的运动产生的,且表现出强烈的振幅效应,其强弱决定于马氏体片间界面的数量.马氏体片间界面的运动产生的非线弹应变导致了附加的模量亏损和非线性共振行为.高Mn合金(Mn>80wt-％)中的弛豫型内耗峰研究指出,该峰的弛豫时间分布参数服从β=|β_0-β_Q/k_B T|.     

INFLUENCE OF Mn CONTENT ON THERMOELASTIC MARTENSITE TRANSFORMATION AND SHAPE MEMORY EFFECT IN Cu-AI-Zn-Mn-Ni ALLOYS

用电阻法、光学显微镜和透射电镜研究了Mn含量对Cu-Al-Zn-Mn-Ni合金的相变点、马氏体形态和亚结构以及形状记忆效应的影响.结果表明:Mn含量增高导致相变温度显著降低,弹性马氏体相变温度范围变宽,并使马氏体形态由平行排列的长条状向自协作形态不断完善,马氏体亚结构由孪晶型向层错型过渡.马氏体的自协作完善程度和变体大小及淬火空位对合金的形状记忆效应有显著影响.     

Fe-Mn-Si合金相变热滞的理论计算

利用相变热力学和界面摩擦概念，推导出Fe-Mn-Si合金相变热滞（As-Ms）的一般计算表达式；根据此关系式，计算了这种合金的相变热滞，计算结果与实验值相符，合金的界面摩擦能耗比较大，且与合金的热滞成正比，由此可知合金的热滞大是由于界面摩擦能耗大所造成的。     

REVERSIBLE TRANSFORMATION BETWEEN MATRIX AND MARTENSITE IN Ni-Ti SHAPE MEMORY ALLOYS

The reversible transformation between matrix and martensite in Ni-Ti shape memory alloyshas been dynamically observed under TEM.The orientation relation between martensite andaustenite as well as the structural change near the transition temperature has been also studiedwith the help of HREM SADP.The results show that the orientation relation betweenmartensite and austenite is[(?)11]_A//[(?)10]_M,[110]_A//[001]_M,(110)_A//(001)_M and theangle between((?)110)_A and(010)_M is about 6.5°.The crystal defects of martensite are foundto be twin and stacking fault,and the twin plane as(100).     

Ni-Ti形状记忆合金中母相(?)马氏体可逆转变过程的研究SCIEI

用透射电镜对Ni-Ti形状记忆合金中母相?马氏体可逆转变进行了动态观察。利用高分辨电子显微术研究了该合金相变温度上下的结构变化。结果表明,马氏体与奥氏体的取向关系为:[111]_A∥[110]_M,[110]_A∥[001]_M,(110)_A∥(001)_M,(110)_A与(010)_M间夹角为6.5°左右;马氏体的晶体缺陷多为孪晶和层错,新发现有孪晶而为(100)的孪晶。     

Fe—C—Si—Mn系合金贝氏体相变动力学计算

采用规则溶液模型与超组元模型计算了7种Fe—C—Si—Mn系合金的等温相变驱动力在此基础上估算了合金等温转变的相对形核率与相对孕育期。计算结果表明,不含碳的二元与三元合金,孕育期主要由相变驱动力决定;而含碳合金,相变驱动力不是相变动力学的主要控制因素,从一个侧面支持了溶质类拖曳(SDLE)理论。     

应力应变对马氏体相变动力学及相变塑性影响的研究

针对应力应变对马氏体相应动力学及相变塑性的影响进行了研究。得到了应力作用下相变动力学和相变塑性的计算模型，而且发现相变前预应变限制了相变塑性的数量和相变反应的速度，使之不能用弹性状态下得到的模型进行简单的外推，并利用应力应变诱导相变，母亲上强化等理论进行了解释。     

Cu－Zn－Al合金中马氏体和贝氏体浮突的原子力显微镜研究

首次采用原子力显微镜（ＡＦＭ）对Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中的马氏体浮突和贝氏体浮突进行了定量观测。在此基础上，将ＡＦＭ的测量结果与马氏体相变表象理论（ＰＴＭＣ）进行了对比，发现马氏体浮突角与ＰＴＭＣ理论相符合，而贝氏体浮突角与ＰＴＭＣ理论不符合，说明贝氏体相变机制与马氏体不同，不可能是切变机制；同时发现贝氏体浮突是一组贝氏体亚单元所造成的浮突组成的浮突群     

Fe-C-Mn-Si-Cr的马氏体开始转变点的热力学计算

在马氏体相变热力学与亚点阵模型基础上建立了Fe-C-Mn-Si-Cr系合金的马氏体相变自由能表达式,并采用Compaq Visual Fortran 6.5软件编写五元系计算程序;应用Thermo-Calc软件及TQ接口模块并结合大量实验数据,优化并计算Fe-C-Mn-Si-Cr系马氏体相变临界驱动力与合金成分的关系式,从而准确预测Fe-C-Mn-Si-Cr系合金的马氏体开始转变温度。     

AN OBSERVATION OF BAINITIC SUBUNITS IN Fe-Ni-C AND Fe-Si-C ALLOYS

本文用SEM,TEM电镜研究了Fe-Si-C及Fe-Ni-C合金中等温形成的贝氏体铁素体的形貌和亚结构.以相界面的结构及扩展特征的现有概念对这些观察结果进行了解释.分析结果认为:钢中贝氏体转变是从块型转变到马氏体型转变的中间过渡型连续系列,界面扩展的机制是扩展控制型-界面控制型-位错滑移型的混合机制,以界面控制型为主.