基于相场法β20C钛合金热处理过程微观组织演变研究

发布时间：2021-01-28 08:15

　　钛合金具有较好的动态强塑性匹配,被应用于导弹战斗部领域。北京理工大学自主研发β20C钛合金经过适当热处理获得超细等轴晶组织具有优良的动态强塑性匹配,但其形成机制须深入研究,热处理工艺的稳定性仍待提高。本文基于相场方法开展对β20C钛合金热处理微观组织演变过程的研究,实现了对显微组织演变的模拟,达到控制微观组织形成的目的,获得主要的工艺参数对微观组织形貌影响的规律,为优化工艺及参数提供理论依据。（1）基于相场方法建立了β20C钛合金热处理微观组织演变过程的相场模型。利用Thermo-Calc热力学软件计算了熵、吉布斯自由能、驱动力等热力学参数。建立了一种关于β20C钛合金相界面迁移率的计算方法,分别通过1013K、1153K保温实验获得了α/β相界面迁移率,结合实验结果得到了其相界面迁移率与温度的关系。（2）通过与两种典型热处理过程实验结果优化分析,得到了准确模拟β20C钛合金热处理微观组织演变过程的相场模型,通过将模拟结果与实验结果进行对比,验证并优化了所建立的相场模型。在此基础上,对双退火热处理工艺进行微观组织模拟,最后模拟结果与实验结果相含量分别为63.66%和61.00%,最大差... 

【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

计算机模拟技术与空间/时间尺度关系图

用了相场方法、朗道理论和金兹堡朗道等理论，应用了多相场钛合金热处理和晶界迁移率等知识，此外，使用了 Thermo-Calc MICRESS 相场模拟软件。微观组织演变基本理论法（Phase Field Method）是基于金兹堡-朗道相变理论，结合自合考虑有序化势与热力学驱动力的作用，对微观组织以及界面仿真计算。通过引入序参量 来描述微观组织的状态， =0 和 1出相，0 < < 1 的区域表示界面。这样的方式避免了对复杂界，提高了计算效率。

图 2.3 相图计算原理图过吉布斯自由能建模及相平衡计算，将以往相对一起来，为进一步描述材料相变和组织演化过程基础上，以温度 T、压力 P 和成分 n 作为基本变量组成相，总的吉布斯自由能 G 由常压下的自由能G T,P,n = G T,P,n G(T,P P0, )ni为各组元。计算常压条件下热力学性质时，通常学描述，关于纯组元 i 中单相 的自由能表示为°ice Stability），吉布斯自由能描述为：= , .1橐

【参考文献】：
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本文编号：3004650