一种铁素体-奥氏体相变动力学模型

基于混合模型及吉布斯能量平衡模型思想,建立了一种简单的吉布斯能量平衡模型,应用于Fe-C-Mn低碳钢在780℃两相区等温过程中的铁素体向奥氏体相变模拟,并分析了三种吉布斯自由能、有效晶粒尺寸、元素分布等对相变的影响.结果表明,有效晶粒尺寸及界面迁移率影响相变速率,但对最终奥氏体体积分数无影响;相变过程中相界面处锰元素的富集导致的能量耗散同时降低了相变速率及最终奥氏体体积分数.对模拟结果进行实验验证,表明模拟结果与实验结果吻合良好.

SLD-MAGIC钢的连续冷却转变行为及珠光体相变动力学研究

研究了SLD-MAGIC钢在连续冷却过程中的组织转变行为和珠光体相变动力学。通过膨胀仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和维氏硬度计获得其膨胀曲线、显微组织和维氏硬度,绘制CCT曲线。结果表明:A_(c1)=833℃,A_(ccm)=904℃,M_(s)=192℃。冷却速率为0.01~0.30℃/s和0.1~1.0℃/s时,高温奥氏体分别发生珠光体和贝氏体相变。当冷却速率大于1℃/s时,淬火组织为马氏体和残余奥氏体。通过回归方程,得到冷却速率为0.01、0.02、0.07℃/s下的珠光体相变时间-体积分数的相变动力学模型和生长机制。珠光体相变动力学的Avrami指数n值介于1~3之间,珠光体以一维长大和二维长大。

基于JMatPro软件的发动机曲轴常用材料相变动力学曲线计算

本文主要介绍了如何使用JMatPro软件对发动机曲轴常用材料的相变动力学曲线进行计算。首先,对发动机曲轴的常见材料进行了介绍,包括常用的材料类型及其性能特点。其次,阐述了相变动力学的理论框架和计算方法,并对发动机曲轴常用的45钢、40Cr、50Mn、35CrMo等材料的相变动力学曲线进行了计算,通过实际案例对计算过程进行了演示。最后,对相变动力学在发动机曲轴设计中的应用进行了总结与展望。

德西特时空中RN黑洞的相变动力学

理解黑洞的热力学相变可以深入了解黑洞引力的基本性质,从而建立量子引力。首先通过重构麦克斯韦等面积定律,发现德西特时空存在大/小体积相。然后从吉布斯自由能的角度研究了四维RN-dS时空的相变动力学,德西特时空稳定的大/小体积相对应于吉布斯自由能的两个具有相同深度的势阱,不稳定中间体体积相对应于吉布斯自由能的局部极大值。最后通过求解具有不同反射/吸收边界条件和初始条件的Fokker-Planck方程,探讨了在首次通过时间内共存的大/小体积相之间切换的动力学以及温度对相变动力学的影响。对相变动力学的研究有助于获得黑洞潜在微观相互作用的新见解。

用导电率研究Cu-Ni-Si-Cr合金时效早期相变动力学

通过对固溶态Cu Ni Si Cr合金时效中电阻变化规律的分析 ,研究了合金时效早期析出行为 ,根据导电率与新相的转变体积分数之间的线性关系 ,得出了在一定温度下合金时效的Avrami相变动力学经验方程和导电率与时效时间的一元方程。在 5 0 0℃时效时合金的相变动力学方程为 :f=1-exp(- 0 0 0 4 0t0 70 0 3) ,在此基础上绘制了“S”曲线及等温转变“C”曲线的开始线。

应力应变对马氏体相变动力学及相变塑性影响的研究

针对应力应变对马氏体相变动力学及相变塑性的影响进行了研究，得到了应力作用下相变动力学和相变塑性的计算模型，而且发现相变前预应变限制了相变塑性的数量和相变反应的速度，使之不能用弹性状态下得到的模型进行简单的外推，并利用应力应变诱导相变。

用导电率研究Cu-Cr-Zr-Y合金的相变动力学

通过测量Cu-Cr-Zr-Y合金时效过程中的导电率变化和导电率与时效析出相的转变量之间的内在关系,计算出时效过程中析出相的转变比率,并确定了不同温度下描述时效析出相转变比率与时效时间关系的Avrami经验方程。在此基础上,确定了一定温度下导电率随时效时间变化的导电率方程。同时用固态热分解反应机理的微分方程,验证了用Avrami经验方程来描述合金的析出过程是正确的。

固溶态Cu-Ni-Si合金时效过程的相变动力学

通过分析固溶态Cu-Ni-Si合金时效过程中导电率的变化,根据导电率与新相析出量之间的关系计算时效过程中新相的转变比率,在此基础上,确定不同温度下描述时效析出相转变比率与时效时间的Avrami相变动力学经验方程和导电率随时间变化的导电率方程,绘制出动力学"S"曲线,并且用固态热分解反应机理的积分方程验证用Avrami经验方程来描述合金的析出过程的正确性。对Cu-Ni-Si合金在500℃时效8 h后的析出相进行选区电子衍射花样标定,发现析出相为δ-Ni2Si和β-Ni3Si。

热轧Cu-Ni-Si合金冷轧后时效过程中的相变动力学

Cu Ni Si合金在时效过程中的导电率变化反映了合金中时效析出相的相变过程,因而通过测量时效过程中导电率的变化就可反映该合金时效析出转变的相变动力学方程,在此基础上,还可进一步求得时效时间和温度两个参数下的二元导电率方程。试验结果表明由该导电率方程所得的计算值能较好地与试验值相符,因此可以较准确的预测出某一工艺参数下可能达到的性能,以求达到减少试验次数和成本的目的,从而为该合金的生产工艺的制定提供参考依据。

应用导电率研究Cu-Ni-Si合金的相变动力学

通过测量Cu -Ni-Si合金恒温时效过程中的导电率变化和根据导电率与新相的转变量之间的内在关系计算出了时效过程中新相的转变比率 ,并由此确定了不同温度下描述新相转变比率与时效时间关系的Avrami经验方程。在此基础上 ,确定了一定温度下计算导电率随时效时间变化的导电率方程 ,同时又根据Avrami经验方程中各常数随温度的变化得出了导电率随时效温度和时间变化的二元方程。最后又根据Avrami经验方程判断该合金于 5 5 0℃时效 4 80min后新相的形状为圆盘状 。

热轧态Cu-Fe-P合金的相变动力学研究

通过对热轧态 Cu- 2 .5 % Fe- 0 .0 3% P- 0 .1% Zn合金导电率与析出的第二相体积分数之间的变化关系的测定与分析 ,研究了该合金的相变动力学。由合金在不同温度时效时的导电率实验数据确定了该合金的相变动力学方程的系数 ,从而描绘出不同温度时效时的相变动力学“S”曲线以及等温转变 TTT曲线。

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。

奥氏体晶粒度对AISI 4340钢贝氏体相变动力学的影响

对AISI 4340钢在950-1150℃进行奥氏体化,以获得不同奥氏体晶粒度(AGS),研究了连续冷却时贝氏体转变动力学特征。AGS对贝氏体相变动力学有很大的影响,AGS越大,贝氏体相变起始温度Bs越高。对试样进行了透射电镜(TEM)分析,结果表明AlN、TiC等粒子在晶界的析出对贝氏体起始反应起到促进作用。而AGS对贝氏体反应结束温度Bf的影响就很小。转变速率随AGS变化的规律是,AGS越大,转变速率反而减小。所有试样的转变速率随贝氏体体积分数ξ变化明显,大致可分成快速增加、缓慢减小和快速减小三个阶段。

X80管线钢二次热循环的连续冷却转变行为及贝氏体相变动力学

利用高温相变仪DIL805A/D实现了X80管线钢的焊接热模拟实验,采用OM、SEM、TEM和显微硬度计来获得不同连续冷却速率下X80管线钢的显微组织和硬度,进而建立了二次热循环下热影响区的连续冷却转变曲线(SHCCT曲线),并研究贝氏体相变机制及相变动力学。此外,还构建了相变点-冷却速率之间的回归模型,获得了高拟合精度的Bs、Ms、Tf与冷却速率v之间的定量关系。结果表明:在二次热循环不同冷却速率下,X80的组织依次为:先共析铁素体(0.5~1℃/s)、贝氏体(5~50℃/s)、板条马氏体(大于75℃/s);当冷却速率小于100℃/s时,显微硬度随冷却速率增大而增加,当冷却速率超过100℃/s后,硬度维持在332.5HV1左右;贝氏体相变局部激活能随其体积分数(fb)的增加而减小,平均激活能约为108.6kJ/mol,且贝氏体转变的主导生长机制是一维生长和二维生长。

有机改性蒙脱土基复合相变材料的制备及相变动力学分析

以癸酸(CA)、肉豆蔻酸(MA)、硬脂酸(SA)三元低共熔物为相变材料,有机改性蒙脱土(OMMT)为层状封装材料,采用熔融浸渗法制备CA-MA-SA/OMMT复合相变材料,相变材料和层状材料的最佳质量比m(CAMA-SA)∶m(OMMT)=7∶3。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和差示扫描量热分析(DSC)对复合相变材料的结构、性能进行表征。结果表明:三元脂肪酸低共熔物被有效封装在改性后的蒙脱土层间,复合相变材料的相变温度为20.14℃,相变潜热为89.14J·g-1。相变动力学分析结果,复合相变材料的相变反应级数为1.18,活化能为14.22kJ·mol-1。活化能说明低共熔物与蒙脱土之间是嵌合关系,不是化学吸附。

铜镍钴铍合金的时效相变动力学方程

研究了铜镍钴铍合金固溶后时效处理工艺对其电导率的影响,通过电导率与析出的第二相体积分数的关系推导了该合金的相变动力学方程。结果表明:该合金固溶后在不同温度时效时随着时间的延长,电导率开始增加较快,经3～4h时效后增速减慢;时效温度越高,时效初期电导率的上升速率越大,最终电导率也越高;时效过程中电导率的增加量与第二相的析出量存在一定的线性关系,推出了该合金在430～510℃内不同温度下时效时的相变动力学方程和电导率方程。

热变形参数对TA15合金组织的影响及其相变动力学

采用Gleeble-1500热模拟机单道次热压缩变形实验和元胞自动机方法观察模拟了TA15在变形温度为750~1100℃、应变速率为0.01~1s-1范围内的微观组织变化,研究了不同变形参数对等温热压缩过程中微观组织和性能的影响;根据元胞自动机模拟结果,计算其相变动力学。热压缩实验结果表明,该合金属于温度敏感型和应变速率敏感型合金,随着温度的升高或应变速率的降低,β相含量增加;元胞自动机模拟结果表明,相变动力学Avrami指数n在2.0~3.0之间。

T91钢连续冷却过程中马氏体相变动力学的研究

采用高精度差分膨胀仪记录了T91钢在连续冷却过程中的线膨胀行为，获得了试样在奥氏体→马氏体相变过程中的相关动力学信息，在此基础上，根据马氏体形核的几何分割效应以及各向异性生长的特性，建立了相变动力学解析模型，并利用其系统研究了T91在较大冷速（200-3000K／min）下马氏体相变的动力学机制。结果表明：T91钢在连续冷却转变过程中马氏体／奥氏体界面移动速度较小；马氏体相变与原子的热激活有关，并且激活能较小；另外，增加冷速可以使马氏体组织细化和均匀化。

Fe-C-Si-Mn系合金贝氏体相变动力学计算

采用规则溶液模型与超组元模型计算了7种Fe—C—Si—Mn系合金的等温相变驱动力在此基础上估算了合金等温转变的相对形核率与相对孕育期。计算结果表明,不含碳的二元与三元合金,孕育期主要由相变驱动力决定;而含碳合金,相变驱动力不是相变动力学的主要控制因素,从一个侧面支持了溶质类拖曳(SDLE)理论。

Zr_(41)Ti_(14)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)块状非晶合金的相变动力学

用差式扫描热分析和X射线衍射方法,研究了Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块状非晶合金的相变动力学。结果表明:在温度低于500℃的范围内,Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块状非晶合金中的晶化相可大体分为α相和β相(主要为Ti2Ni和Zr2Cu等)。在晶化初期α相的激活能较小,为159kJ mol,它随着晶化分数X的增加而提高,在X为90%时达到最大值220kJ mol;β相的晶化激活能在X为5%～60%的范围内变化不大,然后随晶化分数X的增加而提高,X为65%时达到最大值257.35kJ mol。