Моделирование кинетики превращений аустенита в безуглеродистых сплавах железа

• Автор: Окишев, Константин Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 182 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Превращения в безуглеродистых сплавах железа

1.1.1. Образование феррита.

1.1.2. Образование мартенсита

1.1.3. Образование бейнита.

1.1.4. Строение пакетных структур

1.2. Расчт Собразных диаграмм распада аустенита

1.3. Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА 3. КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ ФЕРРИТА В СПЛАВАХ Бе
9Сг РАЗЛИЧНОЙ ЧИСТОТЫ.
3.1. Теоретический анализ кинетики превращения.
3.2. Зависимость кинетических параметров превращения от
концентрации углерода
ГЛАВА 4. КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ ПАКЕТНОГО МАРТЕНСИТА И БЕЙНИТА
4.1. Экспериментальные данные
4.2. Учт структуры пакета.
4.2.1. Модель независимого зарождения структурных элементов пакета.
4.2.2. Модель последовательного зарождения структурных элементов пакета
4.2.3. Сравнение теории и эксперимента.
4.3. Кинетика мартенситного превращения
4.3.1. Учт неполноты превращения.
4.3.2. Сравнение теории с экспериментальными данными
4.3.3. Возможности дополнительного уточнения теории.
4.4. Кинетическая теория бейнитного превращения.
Выводы.
ГЛАВА 5. КИНЕТИКА I ЮРМАЛЫ ЮГО ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ОХЛАЖДЕНИИ.
5.1. Теоретический анализ связи изотермической кинетики с температурой начала превращения при охлаждении.
5.2. Сравнение с экспериментом.
5.3. Расчт термокинетических диаграмм образования феррита в сплавах
Ее9Сг
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫу
ЛИТЕРАТУРА


Э коэффициент диффузии, и скорость роста зависит от времени по параболическому закону. Например, в работе показано, что в тройных сплавах РсССг, 1, Мп, , содержащих 0,1 . Зинер считал, что превращение должно идти по пути, обеспечивающему максимальную скорость превращения скорость роста новой фазы, но не обязательно максимальную величину снижения свободной энергии. Скорость со принимает максимальное значение при радиусе
р2ркр, где ркр г здесь Ут молярный объм. Однако, как указал Хиллерт , результаты уточннной теории практически совпадают с выражением 1. Рассмотренный вариант относился к случаю диффузионного превращения, когда на границе раздела фаз устанавливаются равновесные концентрации углерода. Однако в действительности при тех температурах, при которых происходит образование феррита, за исключением самых высоких, скорость диффузии элементов замещения намного меньше, чем скорость диффузии углерода. Поэтому можно ожидать, что на межфазной границе установится не полное равновесие, а лишь параравновесие по углероду, то есть концентр всех элементов, кроме углерода, в исходной и образующейся фазах будет одинакова. Экспериментальные измерения, проведнные в работе для многих сплавов железа, подтверждают, что такая ситуация действительно имеет место. В этом случае температура реакции определяет не сами концентрации х,а и хау, а их отношение, поэтому афаза может образовываться с той же самой концентрацией углерода х0, как в исходной уфазе. Лишь на границе будет иметься пик концентрации углерода, перемещающийся вместе с ней. При этом с увеличением скорости движения границы ширина пика уменьшается, и когда она становится сравнимой с межатомным расстоянием, реальное значение хрч также начинает снижаться, то есть наблюдается отклонение от локального равновесия. При достаточно большой скорости пик концентрации углерода может исчезнуть полностью. ПпП12п
1. Ь ширина межфазной границы, межатомное расстояние, коэффициент пограничной диффузии. Хиллертом . Пик концентрации углерода требует затрат свободной энергии на его перемещение вслед за границей, то есть увеличивает слагаемое . Как показал Хиллерт , если учитывать лишь эту диффузионную часть потерь свободной энергии, то величина превышает только в пределах однофазной аобласти диаграммы состояния. Следовательно, краевой рост в двухфазной области является диффузионным и описывается уравнением 1. Теория ступенчатого роста была развита Триведи . Муст. МуС1 х1 хт Шусг
пературы. Скорость фронтального перемещения границы связана с С0уст простым соотношением
1. Отметим, что при устЬустх уравнение 1. Неизвестными параметрами в теории Триведи являются только геометрические характеристики уступов йусг и усг. В тех случаях, когда они были известны из электронномикроскопических наблюдений, на основе теории удавалось вполне адекватно описать экспериментальные данные . Вторым важнейшим видом уа превращения в сплавах железа является мартенситное. Го главной чертой является кооперативный сдвиговый переход атомов через когерентную межфазную границу. Оно характеризуется образованием рельефа на полированной поверхности, возникновением больших упругих напряжений, чтко выраженной температурой начала превращения лежащей намного ниже температуры равновесия а и уфаз, незавершенном реакции при постоянной температуре и т. Мартенсит в сплавах железа имеет различную структуру. Существует несколько морфологических классификаций мартенсита например, , но наиболее распространено подразделение его на пакетный реечный, пластинчатый линзовидный, бабочкообразный баттерфляй и тонкопластинчатый , . Часто мартенсит подразделяют также в зависимости от габитусной плоскости 1 у7у, 5у, 9у и 3,,у. Различные типы мартенсита отличаются преобладающим механизмом аккомодационной деформации, субструктурой и другими характеристиками. Тип мартенсита определяется совокупностью целого ряда факторов химическим составом сплава, температурой мартенситного превращения, энергией дефектов упаковки, прочностью аустенита и мартенсита, соотношением критических напряжений скольжения и двойникования и т.