GH4169高温合金晶粒长大动力学模型

采用OM、SEM等分析方法对GH4169高温合金在960~1080℃下的晶粒长大行为进行研究,获得不同加热温度和保温时间下合金的平均晶粒尺寸,并观察到δ相的钉扎效应对晶粒长大的阻碍。考虑δ相的钉扎效应建立了GH4169晶粒长大模型,并对晶粒的长大情况进行预测。对比发现,预测值与实验值吻合较好,模型具有较好的准确性。研究结果可为GH4169高温合金的热处理工艺的制定和实际生产应用提供理论依据。

IN718Plus合金晶粒长大行为及模型研究

研究IN718Plus合金在960~1140℃保温0.5~3 h的晶粒长大行为,分析加热温度对晶粒尺寸的影响规律,推导并拟合IN718Plus合金晶粒长大动力学模型。结果表明,当加热温度低于1060℃时,晶粒长大较缓,晶粒尺寸变化不大;当加热温度高于1060℃时,晶粒尺寸长大明显。通过线性拟合得到IN718Plus合金两段式晶粒长大动力学模型,计算值与实验值吻合性较好。

FGH96合金晶粒长大规律的研究

对FGH96合金在热处理过程中晶粒长大规律进行了系统的研究。结果表明 ,γ′相对晶粒长大有显著阻碍作用 ,在低于γ′相固溶温度 (1 1 0 9℃ )热处理时 ,大量未溶解的γ′相使得晶粒长大缓慢 ;在高于γ′相固溶温度以上时 ,合金为单相奥氏体组织 ,晶粒随温度的升高快速长大。晶粒长大动力学表明 :在高于γ′相固溶温度以上时 ,晶粒生长指数随着热处理温度的升高而增加 ;在热处理温度为 1 1 35℃和1 1 5 0℃下的晶粒长大激活能为 2 93 4kJ mol,晶粒长大机理为自扩散过程控制机理 ,并建立了相应的晶粒长大动力学方程。

高温钛合金Ti-60与IMI834的β晶粒长大规律

研究了两种高温钛合金Ti-60和IMI834在不同加热温度和不同保温时间下的β晶粒长大规律。结果表明,在β相区加热时,Ti-60钛合金晶粒尺寸较小,且随加热温度和保温时间的不同变化不大,这主要是由于晶界上富Nd稀土相的存在阻碍了晶粒的长大,而IMI834钛合金的晶粒尺寸随保温时间的增加明显长大。晶粒长大动力学表明,在(Tβ+20℃)保温时,两种钛合金β晶粒等温长大曲线近似于抛物线规律,晶粒生长指数n均小于1/2。此外,在加热温度(Tβ～Tβ+40℃)范围内、等温时间为10min时,计算并讨论了Ti-60和IMI834合金的晶粒长大激活能。

一种改进的晶粒长大Monte Carlo模拟方法

简要回顾了晶粒长大理论并分析了现有Monte Carlo模拟方法的不足,提出了一个“择优转换”方法,确保节点转换时晶界向其曲率中心移动,以致模拟过程更接近物理基础,避免了重新形核的发生,使模拟效率大大提高,模拟的晶粒长大指数达到0.478,已接近理论值,组织形貌和实际材料正常晶粒长大组织基本一致。

新型冷轧辊用高合金锻钢的奥氏体晶粒长大规律

通过Gleeble-3800型热模拟机研究一种新型冷轧辊用高合金锻钢在不同加热速率(5~50℃/s),加热温度(1050~1150℃)及保温时间(10~800 s)下的奥氏体晶粒长大规律。结果表明:试验钢的平均奥氏体晶粒尺寸随加热速率的升高而减小,同时随加热温度的升高和保温时间的延长而增大。基于金相试验数据利用回归分析建立了描述新型冷轧辊用高合金锻钢不同加热速率下加热与保温过程的奥氏体晶粒长大规律的数学模型。

一种新型晶粒长大抑制剂对纳米硬质合金烧结行为的影响

研究了一种新型晶粒长大抑制剂对纳米硬质合金真空烧结行为的影响,探讨了其影响机理。结果表明,新型晶粒长大抑制剂有利于烧结致密化;在传统抑制剂———过渡族元素碳化物中添加新型晶粒长大抑制剂,即获得复合抑制剂,其抑制晶粒长大的效果显著,并明显使WC晶粒在烧结过程发生定向生长;含0.1%新型晶粒长大抑制剂的WC-10Co-0.8VC/Cr3C2纳米晶复合粉末压坯在1375℃烧结30min后,密度为14.48g/cm3,晶粒尺寸为160nm,显微硬度为2150MPa。

超细纳米硬质合金及晶粒长大抑制剂的研究

超细 纳米WC -Co硬质合金由于其优越的性能而获得更加广泛的应用 ,从而成为近年来各国政府研究学者及厂矿企业十分关注的热门话题。本文综述了国内外在超细 纳米硬质合金及晶粒长大抑制剂方面的研究进展。重点介绍了超细 纳米WC -Co复合粉末的制备技术和新的烧结工艺以及晶粒长大抑制剂的种类、添加方式和作用机理。

GCr15钢奥氏体晶粒长大规律研究

利用Gleeble-3800型热模拟试验机研究不同加热温度和保温时间下GCr15钢的奥氏体晶粒长大规律。结果表明,奥氏体晶粒随加热温度的升高呈指数关系长大,随保温时间的延长近似呈抛物线关系长大,同时晶粒平均直径与保温时间的关系符合Beck方程,温度越高,晶粒生长指数越大。在已有模型的基础上,通过对试验数据进行非线性回归得到了描述GCr15钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型。

铁素体不锈钢焊接热影响区晶粒长大过程模拟

提出一种用 Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟单相合金的热影响区（ＨＡＺ）晶粒长大方法，可以将焊接实际时间与模拟过程对应起来．应用有限元方法计算出焊接热循环，并结合晶粒长大的Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ公式，模拟了铁素体不锈钢ＥＢ２６－１在一定规范下ＨＡＺ晶粒的演变情况．模拟结果表明，此方法可以预测ＨＡＺ中晶粒的分布以及存在于ＨＡＺ中很陡的温度梯度对晶粒长大的阻碍作用．

相场方法研究硬质颗粒钉扎的两相晶粒长大过程

采用相场方法模拟第三相颗粒钉扎的两相耦合的晶粒长大过程,系统地研究了第三相颗粒体积分数和尺寸大小对两相晶粒长大过程的影响.模拟结果表明,第三相颗粒体积分数越大,对晶界的钉扎作用越强,且极限晶粒尺寸越小.单个第三相颗粒尺寸越大,对晶界钉扎作用越强.但当体积分数一定时第三相颗粒尺寸越小时,颗粒数目会越多,此时总的钉扎效果会越好,晶粒极限尺寸也越小.若晶粒长大系统同时引入两种不同大小的第三相钉扎颗粒,且两种颗粒所占比例相同时,钉扎效果最好.相场方法模拟所得到的二相多晶材料晶粒组织演化规律和晶粒生长指数、晶粒形态、生长动力学和拓扑结构特征与已有实验和理论结果相符合.

42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化规律

对42CrMo钢在不同加热温度(850~1150℃)和保温时间(0~1200 s)下的奥氏体晶粒长大规律进行了研究。采用金相定量法对加热后材料的奥氏体晶粒度进行测量,建立42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化模型。结果表明:奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高呈指数关系长大,随保温时间的延长呈近似抛物线形式长大;利用基于唯象理论的Sellars模型,通过非线性回归方法建立42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化模型;将该模型导入有限元软件中预报42Cr Mo钢加热时奥氏体晶粒变化,预报结果与实验结果吻合,验证了该模型的正确性。

金属晶粒长大动力学的蒙特卡洛模拟

基于Potts模型建立了的三维多晶模型和含有第二相颗粒的三维多晶模型,用蒙特卡洛方法模拟了两种组织晶粒长大的演化过程。通过可视化数据分析,比较了两种组织演化的不同,统计了晶粒长大动力学和晶粒尺寸分布等,为细观力学和显微组织演化研究奠定了基础。

基于改进转变规则的晶粒长大CA模型

为建立一个具有更好物理基础的晶粒长大仿真模型,采用CA法,基于热力学和能量机制,提出元胞取向状态转变的二次判断方式,制定相应的转变规则,并对不同温度和材料迁移激活能条件下晶粒长大过程进行模拟研究。模拟结果较准确地反映正常晶粒长大规律以及温度和材料迁移激活能的影响规律,且得到实际观察和相关理论的验证。

均热过程中低碳钢奥氏体晶粒长大规律研究

通过改变均热温度和保温时间,研究低碳钢的奥氏体平均晶粒尺寸与时间的关系,及奥氏体晶粒各尺寸范围的分布规律。结果表明,随着均热温度的升高和保温时间的延长,试验钢奥氏体晶粒逐渐长大,并在1200℃以上加热,或是保温时间大于3h时出现明显粗大晶粒;在试验基础上,模拟给出了考虑升温过程中晶粒长大尺寸时,试验钢的晶粒长大模型。

X12CrMoWVNbN10-1-1铁素体耐热钢奥氏体晶粒长大行为的研究

将超超临界发电机组高中压转子材料X12CrMoWVNbN10-1-1铁素体耐热钢试样在1010-1200℃之间经5—1200 min等温奥氏体化处理,通过测量处理后的奥氏体晶粒尺寸对其奥氏体晶粒长大规律进行了研究.结果表明:当奥氏体化温度低于1050℃时,晶粒长大表现为正常长大过程,即使等温1200 min,晶粒仍能保持均匀细小;1050—1120℃之间等温奥氏体化处理,奥氏体晶粒出现异常长大现象;当奥氏体化温度高于1150℃时,奥氏体晶粒以较大的速率正常长大.拟合实验结果.得出了不同温度下奥氏体晶粒长大的动力学方程,并确定了获得不同尺寸奥氏体晶粒所对应的温度和时间参数.

半固态喷射沉积TiC_p／7075铝合金的晶粒长大规律

采用原位反应喷射沉积法制备TiC_p／7075半固态铝合金坯料,在600℃保温10—60 min,研究半固态二次加热过程中合金的晶粒长大规律,并与喷射沉积7075铝合金进行对比分析,结果表明,添加原位TiC颗粒后,合金的晶粒长大指数由2增加到3,晶粒长大速率明显减慢,其原因是添加TiC颗粒后合金晶粒长大激活能增加1倍左右,使得合金的晶粒长大更加困难,显示出原位TiC颗粒对喷射沉积7075铝合金的晶粒长大具有显著的抑制作用。

Cr8钢奥氏体晶粒长大规律

为了分析Cr8钢再结晶过程中加热温度和保温时间对奥氏体晶粒长大尺寸的影响,给出Cr8钢再结晶过程中奥氏体晶粒的长大规律,对Cr8钢试样在不同加热温度和不同保温时间下进行了水淬处理,并对实验结果数据进行了数据处理和线性拟合。结果表明,Cr8钢奥氏体晶粒长大尺寸随着加热温度的提高和保温时间的延长而不断增大;其晶粒长大过程可分为抑制长大阶段和自由长大阶段;在抑制长大阶段,其奥氏体晶粒尺寸与加热温度近似呈指数关系;在整个长大过程中,奥氏体晶粒尺寸与保温时间近似呈幂函数关系。利用Sellar公式对实验数据进行非线性回归分析,得到了Cr8钢奥氏体晶粒长大的数学模型。

加热温度对含Nb中碳钢奥氏体晶粒长大的影响

利用微合金析出物与临界晶粒尺寸的定量关系,研究了Si含量较高的中碳Nb微合金钢在不同加热温度下的奥氏体晶粒长大规律。结果表明,随着加热温度的升高,试验钢中奥氏体晶粒逐渐长大,当温度高于1100℃时,晶粒开始粗化。由经验模型可得,随着温度的升高,析出相的体积分数逐渐减少,而颗粒半径逐渐增大,由于二者的共同作用导致了奥氏体晶粒在高于1100℃时迅速粗化;在实验的基础上,得到了适用于试验钢的晶粒长大模型。

超细晶粒钢HAZ晶粒长大的规律

研究了低碳钢、普通市售Ｘ６５钢和高洁净度Ｘ６５钢三种超细晶粒钢焊接ＨＡＺ的晶粒长大倾向。试验结果表明，这些超细晶粒钢都具有严重的晶粒长大倾向；低碳超细晶粒钢比Ｘ６５＄细晶粒钢有更为严重的晶粒长大，这是因为前者不含有能阻碍晶粒长大的稳定碳、氮化物形成元素Ｎｂ和Ｔｉ，而后者中含有这些元素；高洁净度Ｘ６５超细晶粒钢的ＨＡＺ晶粒长大倾向小于普通市售Ｘ６５超细晶粒钢。这是因为钢中杂质元素含量越多，α→γ转变温度越低，即Ａｃ３点越低，在同样的焊接热循环条件下，普通市售Ｘ６５超细晶粒钢中的γ晶粒在高温停留时间就越长，晶粒长大的程度也就越大。