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变形对γ→α相变的影响及变形诱导γ→α相变的数值模拟研究

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  为适应新世纪可持续发展战略的要求,我国钢铁材料重大基础研究的目标确定为在经济性基础上大幅度提高钢材的强度、韧性。目前,实现这一目标的最佳途径是钢铁材料的低碳微合金细晶强化,即通过控制钢材热轧过程中的时间-温度-变形程序,利用高温变形再结晶和变形奥氏体的铁素体相变及应变诱导析出相结合来充分细化钢的组织。由于变形奥氏体相变对细化组织的作用明显,而变形诱导的铁素体相变更能够形成超细组织,因此,本文对高强度低合金钢在奥氏体非再结晶区变形对铁素体相变的影响进行了深入分析,并且建立变形奥氏体连续冷却相变过程的数学模型,为实际生产和研究提供参考和模拟的工具。非再结晶区奥氏体变形对于铁素体相变的影响非常复杂,本文从铁素体的形核机制与长大两方面分析了变形可能的作用效果。在变形条件下,铁素体除了在奥氏体晶界形核外,还在变形带等内部缺陷处形核,因此以有效晶界面积代替简单晶粒拉长的晶界面积。另一方面,在热力学计算时考虑变形存储能对奥氏体自由能的影响,体现变形可以增大相变驱动力的作用。本文建立的变形奥氏体连续冷却相变模型,以软件Thermo-Cacl计算热力学参数;在Cahn晶界形核的相变动力学理论基础上,以有效晶界面积作为形核位置,并根据Scheil叠加原理建立了铁素体连续冷却相变动力学模型;以“位置饱和”机制建立了珠光体和贝氏体的相变动力学模型。对不同材料变形与未变形时连续冷却相变过程的模拟计算表明:相变开始温度、相变率、铁素体平均晶粒尺寸及变形影响的计算值与实验结果比较相符。变形诱导铁素体相变可以在高于相变临界温度时形成超细的铁素体晶粒,本文通过对临界核胚尺寸的计算,从热力学的角度分析这一现象的可能性。并利用材料X52进行了变形诱导相变的实验,证明在变形的作用下可以在高于平衡温度时得到超细的铁素体组织。通过对大量实验的总结,本文认为变形诱导铁素体的转变是在奥氏体晶界及变……   
[关键词]:变形;奥氏体;相变;模拟;铁素体
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:钢铁研究总院2002年