强磁场对Fe-0.76%C合金共析点的影响

研究了在不同热处理工艺下强磁场对Fe-0.76%C合金冷却转变过程的先共析铁素体显微组织及共析点所对应的碳含量的影响。结果表明:不论在何种工艺条件下施加磁场后Fe-0.76%C合金的先共析铁素体析出量均明显增加,而且共析点所对应的碳含量也随之明显增加。原因被归结为降低了先共析铁素体形核所需驱动力,从而有利于先共析铁素体的形核和长大,使共析点向高碳方向移动。

强磁场下冷却速率对Fe-0.76%C钢先共析铁素体组织的影响

研究了在12 T强磁场下冷却速率对Fe-0.76%C钢中先共析铁素体的显微组织和性能的影响,结果表明:先共析铁素体晶粒的伸长方向与磁场方向的夹角随着冷速度的提高而增大,其原因是高速冷却时原子扩散减弱.在冷却速率相同的条件下,与非磁场热处理样品相比,强磁场热处理样品的先共析铁素体面积明显增加,宏观硬度下降,因为强磁场使Fe-0.76%C钢表现出更明显的亚共析钢特征.

强磁场下奥氏体化温度对Fe-0.76%C钢先共析铁素体组织的影响

借助于光学显微镜研究12T磁场对Fe-0.76%C合金在不同奥氏体化温度下保温30 min后以2℃/min冷却条件下先共析铁素体显微组织形貌变化.结果表明:在相同奥氏体化温度条件下,强磁场热处理样品中的先共析铁素体的面积分数和晶粒数量明显高于非磁场热处理样品中先共析铁素体的面积分数和晶粒数量.原因可归结为强磁场提高了先共析铁素体形核驱动力及强磁场使共析点向高碳高温方向移动.随着奥氏体化温度升高先共析铁素体晶粒沿着强磁场方向伸长的趋势明显越弱.奥氏体晶粒随着奥氏体化温度逐渐增大导致铁素体晶核之间的距离增大,从而造成奥氏体中的Fe原子向先共析铁素体晶粒扩散的距离增大的速度减慢所致.

磁场强度对Fe-0．76％C合金先共析铁素体显微组织的影响

借助于光学显微镜研究了磁场强度对Fe-0.76%C合金冷却转变过程的先共析铁索体显微组织的影响.结果表明:随着磁场强度的增强,该合金的先共析铁素体析出量和共析点的含碳量均明显增加.原因可归结为,强磁场使Fe-C合金的共析点向高温及高含碳量区域移动,使奥氏体向铁素体转变的初始温度升高.强磁场使先共析铁索体沿磁场方向伸长,而且随着磁场强度的增加,先共析铁索体的伸长方向与磁场方向之间夹角的平均值逐渐减小.上述现象可解释为:外加磁场使先共析铁索体晶核成为磁偶极子,并使其周围奥氏体原子作为磁偶极子更易于沿磁场方向向铁素体晶核扩散.

强磁场下保温时间对Fe-1.1%C钢中“反常”组织的影响

研究了12 T磁场下910℃保温不同时间(5,10,30和60 min)对高纯Fe-1.1%C钢中"反常"组织形貌及宏观硬度的影响。结果表明:强磁场下"反常"组织面积分数随保温时间的延长而减小;这是由于保温时间的延长扩散较充分,析出时二次渗碳体析出较慢所致。宏观硬度随保温时间的延长而增加。在相同奥氏体化保温时间下,强磁场热处理样品与无磁场热处理样品相比,"反常"组织面积分数明显增加,样品宏观硬度值下降。

强磁场下保温时间对Fe-0.76%C钢先共析铁素体组织形貌的影响

借助于光学显微镜研究了磁场(12 T)对Fe-0.76%C合金在807℃奥氏体化保温不同时间(10 min、30min6、0 min)后以2℃/min的冷速冷却后,先共析铁素体显微组织的形貌变化。结果表明:在相同奥氏体化保温时间下,经强磁场热处理样品的先共析铁素体的面积分数和晶粒数量明显高于无磁场热处理样品。这可归结为强磁场降低了先共析铁素体形核所需的驱动力。随着奥氏体化保温时间的延长先共析铁素体晶粒沿着强磁场方向伸长的趋势明显变弱。这主要是由于奥氏体晶粒随着奥氏体化保温时间的延长逐渐增大,导致铁素体晶核之间的距离增大,从而造成奥氏体中的Fe原子向先共析铁素体晶粒扩散的距离增大所致。

强磁场下冷却速率对Fe-1.1%C合金中“反常”组织的影响

研究了强磁场下冷却速率对Fe-1.1%C钢中"反常"组织形貌及性能的影响。结果表明:强磁场下"反常"组织面积分数随冷却速率的增加而减小,这是由于快速冷却时原子扩散不能充分进行所致。在相同冷却速率条件下,经强磁场处理后样品与非磁场处理样品相比,"反常"组织面积分数明显增加,样品宏观硬度值下降。

耦合热力学相变路径预测Fe-C包晶合金宏观偏析

针对Fe-0.1%C(质量分数)包晶合金冷却过程中多固相共存及界面分配系数实时变化的情况,由杠杆定律结合热力学平衡计算(LR-TEC)获得合金由液相冷却至室温的相变路径,制成相变路径数据表,由成分与热焓线性插值获得相应温度、相质量分数、相成分和相焓,以及凝固潜热释放量和比热容随多固相析出以及成分和温度的变化关系,与连续介质宏观传输模型相结合,预测了铸锭宏观偏析形成过程。模型采用经典的Sn-5%Pb合金凝固基准实验进行了验证。在随温度和溶质成分即时变化的分配系数及多固相的影响下,预测的Fe-0.1%C合金截面偏析变得更为严重。计算结束时,采用LR-TEC耦合宏观传输预测的最大负偏析在距铸锭左侧x=16 mm、距底面y=45 mm处,偏析率为-2.22%;而杠杆定律解析式(LR Analytical)预测的最大负偏析位于y=55 mm左侧壁面处,偏析率为-1.78%。2者预测的最大正偏析都位于铸锭右侧贴壁区域,合金冷却过程中的相变路径采用LR-TEC比LR Analytical预测的偏析率大1.13%。凝固计算结束时区域内仍多固相共存,其中α、γ两固相,α、渗碳体(CEM)两固相及α、γ、CEM三固相分别共存于铸锭左侧x<0.0342 m的低温区域,δ、γ两固相共存于区域右侧x>0.0858 m的高温区域。