层片状珠光体组织奥氏体化速率的计算

层片状珠光体奥氏体化过程相对于球化珠光体的奥氏体化更复杂,由于沿垂直片层方向和沿片层方向的长大速率不同,需将奥氏体长大沿这2个方向分别处理.利用Thermo Calc软件计算初始组织的平衡成分,建立单片层模型.通过DICTRA软件模拟垂直片层方向长大的规律,对比垂直方向长大的抛物线规律,推算Fe-C-M(M=Mn,Cr)合金体系奥氏体化的抛物线生长速率系数.在沿片层方向,通过简化近似,并基于组织形貌观察结果,按照抛物线状界面假设构建长大模型.针对Fe-C二元合金推导了沿片层方向长大的一般式,并对界面形状进行修正.当假定界面形状达到稳定抛物线形状,可以通过观察组织形貌得到抛物线因子p和片层厚度λ,代入一般式确定沿片层长大速率.此外综合考虑界面能的影响,定性阐释了对称抛物线状界面的形成原因.     

三元合金中界面迁移率的相场法计算(英文)

基于定量相场模型,提出一种新方法来计算界面迁移率,并将该方法应用于 Ti-6Al-4V 合金的α/β界面。相场模拟表明,更高的界面迁移率将导致更快的相转变速率,但在扩散控制的条件下,只有唯一的界面迁移率能匹配扩散方程。通过比较采用相场模拟和经典扩散方程所得到的相变动力学,可以得到不同温度下的界面迁移率。结果表明,计算所得的界面迁移率随着温度的升高而增加,且与 Arrhenius 方程吻合得很好。     

高温形变对奥氏体珠光体转变的影响

选用共析碳钢，研究了奥氏体区预变形对随后的奥氏体珠光体转变的影响。结果表明，由于奥氏体的预变形，奥氏体珠光体转变过程明显被加速，珠光体的形核部位由未变形时的晶界形核方式为主逐步发展到晶界、晶内同时形核。转变后的组织较未变形的明显细化。变形的影响在变形量为峰值应变量（应力达到峰值时对应的应变量）时表现最为突出。     

应力对珠光体相变动力学及相变塑性的影响

研究了应力对 45钢珠光体相变动力学及相变塑性的影响。发现外加应力对珠光体转变有显著影响。当外载增加时 ,相变孕育期减小 ,相变速度增加。同时 ,在弹性范围内 ,相变塑性系数也随外加应力增加而增加。并且得到了应力作用下珠光体相变动力学和相变塑性的计算模型 ,用该模型对珠光体转变过程的数值模拟计算结果与实验测试结果吻合。     

钢中珠光体相变机制的研究进展

简要总结了钢中珠光体相变的机制，特别是珠光体形核的晶体学和长大的动力学。基于形核时的最小形核能和渗碳体与铁素体“合作”生长的要求，珠光体通常在奥氏体晶界形核并只向某一晶粒内生长，因而晶界珠光体与相邻晶粒存在特定取向关系而与生长进入的晶粒无特定取向关系。晶体学研究表明，珠光体形核的领先相与碳浓度及渗碳体与铁素体间的取向关系(分别为Pitsch-Petch、Bagaryatsky或lsaichev)无关。最近的研究发现，具Bl结构的非共格杂质粒子界面是过共析钢中晶内珠光体形核的有效位置，初步的结果表明，晶内珠光体形核的原因在于杂质粒子生长造成的局部区域碳贫化及低能的珠光体，杂质界面取代高能的奥氏体，杂质界面。特定过冷度下的层片间距与正向界面推移速率的关系是珠光体生长动力学的主要问题。基于珠光体与奥氏体间的无序界面假设和稳态扩散方程分别发展了以体扩散控制和以界面扩散控制为主的动力学理论。两种理论均与实验结果符合较好，但后者似更合理。最近的实验在珠光体中发现了生长台阶与结构台阶，表明生长动力学方程需要修正。     

低合金钢珠光体→奥氏体相变动力学

采用DSC法研究了低合金钢组织中珠光体→奥氏体的相变动力学.结果表明:该低合金钢的相变表观激活能为1141.04 kJ/mol,其相变激活能随其相变体积分数的增加而逐渐减小.并在此基础上绘制了相变体积分数与温度之间的关系曲线.     

基于Ginzburg-Landau理论的相场法研究进展

介绍了相场法的原理,以及它的两个基本类型即连续相场法和微观相场法.对相场法在凝同过程、晶粒生长、固态相变、位错演化等方面的研究进展进行了综述.通过与其他模拟方法相比,指出了相场法的优点,并提出了相场模型在微观组织模拟、数值计算方法等方面存在的主要问题以及今后的发展方向.     

奥氏体化温度对珠光体轨钢组织和性能的影响

通过在Gleeble-1500热模拟试验机上的模拟加热和冷却实验,研究了在不同温度进行奥氏体化后,同一等温温度下得到的珠光体轨钢的显微组织和力学性能。结果表明:随着奥氏体化温度升高,实验钢的原始奥氏体晶粒尺寸增大,相变后珠光体组织中珠光体域的尺寸也随之增大,而珠光体片层间距随奥氏体化温度的升高而变小。力学性能测定结果表明,实验钢的硬度随奥氏体化温度的升高,呈上升趋势,冲击韧度呈下降趋势。从珠光体转变机理方面对上述关系进行了分析,阐明了奥氏体化温度对控制珠光体钢轨组织和性能的影响。     

形变奥氏体→先共析铁素体相变动力学的研究

试验研究了含Nb0.037%微合金钢形变奥氏体→先共析铁素体等温转变分数f_v随等温时间t的变化规律。结果表明1n1n(1-f_v)~(-1)-Int关系并不严格遵循Avrami方程,而是呈两段直线状。对此给出了与Cahn不同的理论解释。     

钢中珠光体转变(二)

3.2.3珠光体转变动力学(1)珠光体转变的动力学曲线:珠光体转变是扩散型的形核长大型转变。转变速度取决于珠光体领域形核速率N。和珠光体领域向奥氏体的长大速度G。通常在奥氏体晶粒晶界上形核位置和出现在总转变时间的20%～25%内;G是转变温度、转变时间t和奥氏体晶粒大小的函数。为使问题简化,认为恒温时N。和G为常数。对给定的奥氏体晶粒大小和温度,计算的珠光体体积分数f符合Johnson-Mehl-Avrami方程:     

Q&P钢奥氏体相变动力学模型研究

针对Q&P钢实际生产中需要建立适用于连退工艺的奥氏体相变动力学模型的问题,通过热膨胀试验测得了在不同加热速率条件下Q&P钢的奥氏体相变膨胀曲线,基于JMAK方程建立了适用于连退工艺的奥氏体相变动力学模型,计算得到了试验钢相变激活能Q=9.66×10⁵J/mol,相变动力学参数n=0.185,lnk₀=104.64。利用DIL805A/D 膨胀仪对试验钢在两相区进行了保温+淬火试验,确定了不同工艺下的奥氏体体积分数。结果表明:当保温温度一定时,在较短时间奥氏体体积分数达到峰值,延长保温时间奥氏体体积分数增加缓慢;在相同保温时间下,保温温度越高,奥氏体体积分数越大。模型计算的奥氏体体积分数与试验结果吻合良好,能够准确预测奥氏体相变的体积分数。     

Cu-Al-Ni形状记忆合金马氏体逆相变的相场模拟研究

通过建立两个马氏体变体的三维相场模型,对Cu-Al-Ni形状记忆合金外加载荷下的马氏体逆相变进行了模拟和预测,验证了外加载荷对弹性应变能的作用,探究了外加载荷对马氏体逆相变的影响。结果显示,在Cu-Al-Ni形状记忆合金中,拉伸和压缩载荷均会阻碍马氏体逆相变的进程,原因是拉伸和压缩载荷会释放储存在马氏体相变中的弹性应变能。通过相场模拟计算,发现压缩载荷对弹性应变能的释放作用优于拉伸载荷。     

微观相场模型及其在合金固态相变中的应用

材料科学与工程领域中,相场法是计算材料学的重要分支。相场法在模拟与预测材料微观组织、形貌演化等方面的作用越来越突出。材料微观组织决定其宏观服役性能。商业合金材料性能的改变与控制,在很大程度上依赖于精细调控固态相变过程以期获得理想的微组织图斑。实验对于合金材料固态相变的分析侧重于结果的观测与讨论,对于相变动力学过程研究较少。基于微观扩散理论的相场模型在原子尺度上研究合金固态相变过程,这显著不同于其它的相场模型。本文系统阐述了微观相场模型在合金固态相变方面的研究思路及研究成果。在此基础上,阐述了当前研究的难点,展望了微观相场在固态相变领域的发展前景,最后特别指出了微观相场在合金相变方面未来的研究方向。     

新书《过冷奥氏体扩散型相变》简介

最近，科学出版社出版了刘宗昌、任慧平著《过冷奥氏体扩散型相变》一书。本书在继承以往成熟理论的基础上，阐述了固态相变中一些新概念、新机制和新理论，重点论述了过冷奥氏体整合系统扩散型相变的创新性研究成果，提出了贝氏体相变的切变一扩散整合机制。该书是作者采用继承与创新相结合的方法，综合国内外的最新研究成果。     

低碳钢过冷奥氏体动态铁素体相变及特征

通过热模拟压缩变形试验,研究了C-Si-Mn-Al钢过冷奥氏体动态铁素体相变及其特征.结果表明,通过过冷奥氏体动态铁素体相变,可以获得晶粒尺寸为2～3 μm的细小铁素体,且添加的Al明显促进了过冷奥氏体动态相变.与等温相变时合金元素能发生扩散不同,动态相变时,除了间隙元素能发生扩散外,代位元素很难发生扩散.代位元素在铁素体中的固溶,导致了铁素体晶格的畸变,进而引起了衍射峰向小角度方向漂移.     

20Cr_2Ni_4A钢奥氏体相变再结晶的研究——影响奥氏体相变再结晶温度的因素

本文用热分析法并结合金相法和断口法研究了过热程度、原始组织、加热速度等对奥氏体相变再结晶温度的影响。结果表明,过热程度的影响最大,使奥氏体相变再结晶温度与重结晶温度相差达130℃。淬火组织经回火后,相变再结晶温度有所降低。加热速度对相变再结晶温度有很大影响。     

相变-扩散钎焊新工艺接头性能及主组元扩散行为

提出了一种相变超塑性扩散焊与扩散钎焊结合起来的复合工艺-相变-扩散钎焊(T／DB)，以低碳钢为母材，镍基非晶箔带(BNi2)为中间层，在更高峰值温度(1200℃)下试焊。结果表明，尽管高温停留时间短，且循环次数仅3次，仍获得了合格的接头，能谱分析可知焊后残留中间层中心区Fe含量高达约60％—70％；扩散入母材的Ni主要存在于母材的层片状珠光体区域，表明Ni在母材内的扩散通道优先选择含有大量相界面的区域进行扩散，将相界扩散分为动态相界扩散与静态相界扩散；论证了T／DB工艺中的高效扩散与相界扩散密切相关。     

Mn含量对Fe-Cu-Mn-Ni合金中富Cu相析出影响的相场法研究

通过耦合CALPHAD热力学数据库建立了一个模拟多元合金固态相变过程中微观组织演变的相场模型,并以Fe-Cu-Mn-Ni合金为例,从动力学角度揭示了Mn含量对富Cu相析出机制的影响。结果表明：随着富Cu相的析出,Mn和Ni原子在富Cu相的中心发生偏聚,导致在富Cu相界面形成B2环。Mn含量变化会改变富Cu相的形貌和析出机制。在Mn含量较低时,富Cu相仅发生Ostwald粗化,其形貌为球形;而在Mn含量较高时,富Cu相的粗化机制包括Ostwald粗化和合并长大,其形貌从球形转变为棒状。提高Mn含量会促进富Cu相的析出,其体积分数和半径也增大,但数量减少。     

孔隙对NiTi形状记忆合金中B2-R相变影响的相场模拟

建立了适用于含孔隙NiTi合金中B2-R相变的相场模型,并用该相场模型研究了多孔NiTi合金中B2-R转变的微观组织演化过程以及孔隙率和孔尺寸对R相变体生长动力学行为的影响.多孔NiTi合金中R相变体以相互协调的方式形成"带状"的三维结构和"鱼骨"状的二维组织,变体之间形成的孪晶面包括{101}B2和{001}B2 2...