Fe C合金扩散型相变的计算机模拟.doc

Fe_C合金扩散型相变的计算机模拟()()()卷22,期1,总87矿物岩石VolumeNumberTotal()()页91-94,2002,3,,2002PagesJMINERALPETROLMar2合金扩散型相变的计算机模拟FeC123李琼,郝兴安,,四川成都610059;,四川成都610069;“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室,四川成都610059,论述了2合金的扩散型相变数学模要】以扩散规律和成核2长大机制为基础【摘FeC型的建立,采用计算机模拟技术来研究TTT曲线及合金元素对它的影响。结果表明,模拟曲线与实际曲线吻合良好,且能动态描述合金元素对曲线的影响。钢的曲线在TTTTTT钢的热处理中极为重要,因此相变的计算机模拟具有广阔的应用前景及实际推广价值。【关键词】扩散;扩散相变;曲线;计算机模拟TTT中图分类号:11116文献标识码:TGA()文章编号:1001-6872200201-0091-04引言扩散型相变的计算机模拟原理01金属中的扩散与相变是金属材料热处理的基,建立本文以扩散规律和成核长大机制为基础铁2碳合金中的扩散相变的数学模型。础。探讨固态金属相变理论的目的主要在于指导生(),形核长大模拟产实践。不断开发研制新材料以满足科学与技术发PB片状珠光体是由一层铁素体与一层渗碳体交替展的需要,以及挖掘各种材料的潜力,以提高它的使()堆叠而成。=727?时,%面心立方?用价值。材料的价值在于使用性能的好坏,材料的性A1ΧC能除了直接与它的成分有关外还与材料的组织与结Α()(构有关。对于成分一定的材料而言,可以通过相变使,%体心立方+%其组织与结构得到优化,从而改善它的性能。所以,)斜,珠光体的形成过程,包含着两个同时进行的过研究相变具有非常重要的实际意义。因为扩散相变程:一个是通过碳的扩散生成高碳的和低碳的Fe3C非常复杂,常规研究方法有金相、膨胀、磁性、电阻和铁素体;另一个是晶体点阵的重构,由面心立方的奥热分析法。所以采用计算机模拟来研究相变具有其氏体转变为体心立方点阵的铁素体和复杂单斜点阵他方法无可比拟的优点和广阔的发展前景。的。共析成分的过冷奥氏体发生珠光体转变Fe3C时,多半在奥氏体的晶界上形核,晶界交叉点更有利收稿日期:2001211210;改回日期:2001212202作者简介:李琼,女,33岁,金属材料及热处理专业,研究方向:计算机在材料科学中的应用研究及金相分析技术1(),也可在晶体缺陷比较密集的区域成于珠光体成核光体转变和马氏体转变的某些特点表1,又有某,属于半扩散型相变。所以,贝氏体形成些独特之处核。这是由于在这些部位有利于出现能量、成分和结构起伏,新相晶核容易在这种区域产生。时所消耗的能量,除了新相表面能外,还有母相与转变产物之间因比容不同而产生的应变能和维持贝氏贝氏体转变属于有共格有扩散型相变,具有珠表1珠光体、贝氏体相变特点的比较1TableCorrelationofcharacteristicsofphasetransition相变类型珠光体转变贝氏体转变()()高温转变Ar,P中温转变B,B1fSf转变温度范围生核、长大与领先相生核、长大,中、高碳钢一般以渗碳体为领先相生核、长大,一般以铁素体为领先相扩散性铁、碳原子都扩散碳原子扩散铁原子不扩散共格性无共格性有共格性产生表面浮凸现象()()(两相组织:Χ2FeC?Α2FeC+FeC约350?C以3()()两相组织:2?2+组织组成ΧFeCΑFeCFe3C()()(Χ2FeC?Α2FeC+FeC约350?C以X)上)下合金元素的分布合金元素扩散、重新分布合金元素不扩散体与奥氏体之间共格关系的弹性应变能,贝氏体转式中:;;。成分;。,包括两个方面:一是宏观规律溶入奥氏体中的合金元素对过冷奥氏体等温转——扩散物质的浓度分布与时间的关系;二是微观变有重要影响。大多数合金元素都增加过冷奥氏体规律——原子的无规则运动和实验测量的宏观物质稳定性,使曲线右移,如:,,,,,TTTNiMnCrMoW流的关系。根据扩散规律可以得到扩散系数:奥氏体等温转变图的形状和位臵是许多因素综合作)()(ƒ1=-DD0expQRT用的结果,;R式中:.扩散常数;.扩散激活能;D0Q能及形核功。.绝对温度ƒ。TK从表2可知除元素外,