Теоретические исследования кинетики диффузионных фазовых превращений в сплавах

• Автор: Строев, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 192 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Стохастическое статистическое исследование кинетики начальных стадий распада сплавов
1.1 Введение
1.2 Квазиравновесное кинетическое уравнение
1.2.1 Квазиравновесное кинетическое уравнение для дискретной решетки
1.2.2 Квазиравновесное кинетическое уравнение в непрерывном приближении
1.3 Флуктуации и стохастические уравнения
1.4 Фильтрация шумов
1.5 Стохастическое кинетическое уравнение в непрерывном приближении
1.6 Морфологический переход между N0 и ЭБ
1.6.1 Теоретические и экспериментальные подходы для изучения перехода N
1.6.2 Фазовый распад в квази-двумерных системах вблизи критической точки. Эксперименты и моделирование .
1.6.3 Зависимость типа эволюции от радиуса взаимодействия
1.6.4 Морфологический переход N0-30 при средних температурах
1.7 Морфология преципитатов и кинетические особенности их
образования при низких температурах
1.8 Выводы
2 Теория зарождения и эволюции нано-размерных преципитатов в сплавах с применением к сплавам железо-медь
2.1 Введение

2.2 Квазиравновесные кинетические уравнения при вакансион-
иом механизме атомного обмена
2.2.1 Общие уравнения для средних заполнений узлов кристаллической решетки
2.2.2 Выражения для химических потенциалов узла А? и корреляторов Щ
2.2.3 Эквивалентность кинетики распада сплавов с вакан-сионным механизмом атомного обмена аналогичной кинетике для моделей с прямым атомным обменом .
2.3 Основные уравнения стохастического статистического подхода
2.3.1 Общие представления классической теории нуклсации
2.3.2 Стохастическое кинетическое уравнение и фильтрация шумов
2.4 Модели и методы, использованные при моделировании
2.4.1 Модели и состояния сплавов, использованные для моделирования
2.4.2 Оценка длины локального равновесия в стохастическом статистическом подходе
2.4.3 Методы моделирования в КМСА
2.4.4 Методы моделирования в ЭвА
2.5 Эволюция структуры, наблюдаемая при моделировании методами КМСА и ЭЭА
2.5.1 Эволюция плотности и размеров преципитатов
2.5.2 Микроструктура сплава на различных стадиях эволюции
2.5.3 Кинетика нуклеации
2.5.4 Изменения эволюции микроструктуры при изменениях температуры и концентрации
2.6 Заключение

3 Исследование кинетики роста эвтектоидных колоний в твердом растворе для простых моделей сплавов
3.1 Введение
3.2 Термодинамическая модель и кинетические уравнения
3.3 Моделирование процессов роста эвтектоидных колоний
3.4 Кинетические и структурные характеристики стационарного роста колоний
3.5 Структура межфазных границ и эффекты их “смачивания” вблизи эвтектической точки
3.6 Эволюция колоний при различной скорости диффузии в разных фазах
3.7 Выводы
4 Моделирование роста и зарождения перлитных колоний для простой микроскопической модели сплава железо-углерод
4.1 Введение
4.2 Термодинамическая модель
4.3 Кинетическая модель
4.4 Моделирование роста перлитных колоний
4.4.1 Методы моделирования
4.4.2 Рост колоний при объемной диффузии
4.4.3 Рост колоний при поверхностной диффузии
4.5 Моделирование зарождения перлитных колоний
4.6 Выводы
Заключение
Список литературы

ные особенности этих двух типов эволюции, которые можно наблюдать на экспериментальных картинках 5 и б, и которые отмечались Танакой и др. [39]. Обсуждая свои наблюдения, авторы этой работы отмечают: “при N0 зародыши новой фазы ... рождаются независимо. Плотность капель при N0 гораздо меньше, чем при ББ. При ББ пространственные флуктуации концентрации растут по амплитуде и по длине. Далее образуются капли, которые, являясь сначала серыми, становятся со временем более темными и увеличиваются в размерах в основном за счет механизма слияния соседних капель’' Все эти особенности эволюции можно наблюдать на рисунках 7 п 8.
Результаты моделирований также показывают ряд других микрострук-турных особенностей. В частности, при эволюции типа N0, изображенной на рис. 7, 1) имеют место также и редкие случаи слияния капель; 2) форма преципитатов обычно несферическая; и 3) преципитаты окружены областью с обедненной концентрацией. При эволюции типа ББ, изображенной на рис. 8 можно наблюдать следующее: 1) специфические, подобные “икре'5, массивы капель, которые позже сливаются, образуя вытянутые в форме “червя” структуры; 2) большое количество слияний происходят с помощью механизма “моста”, обсуждаемого в работах [35, 18], когда сначала близкие друг к другу капли соединяются с помощью серого (на изображениях) “моста”, который затем начинает резко расти в толщине, образуя преципитат в форме груши или гантели. Все это можно наблюдать на эксперименте [39], [40], в частности на рис. 5 и 6.
При моделировании в области перехода между N0 и ББ, в частности, при с = 0.4, Т' = 0.96 прямо на спгаюдали, получается “смешанный” тип эволюции: сначала небольшое количество несферических капель, что характерно для N0, которые затем образуют структуры в форме икры и в форме червя, характерные для ББ (см. рис. 9). Это, кажется, согласуется с экспериментальными наблюдениями изложенными в [39].
Теперь обсудим малость температурного интервала перехода ИТ-ББ,