Fe-C二元合金包晶相变的相场法模拟

发布时间：2021-02-24 07:08

　　以Fe-0.79 mol%C二元合金为例,采用多相场法,模拟研究了包晶相变过程中不同过冷度下奥氏体的演化过程,讨论了过冷度对奥氏体生长速度与形貌的影响.结果表明:包晶反应过程中,在界面迁移率与溶质富集的影响下,靠近三相节点处的部分δ相重熔,导致γ相向δ相内生长;当液相中的球状δ相表面发生包晶相变时,γ相作为一个外壳包围着δ相生长,最后在δ相周围形成一层γ相的核壳;随着过冷度的增加,包晶相变的驱动力增加,γ相的生长速度加快,γ相包围δ相的量越多。 

【文章来源】：兰州理工大学学报. 2020,46(03)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

初始及边界条件设定示意图

图3是对应图2中奥氏体生长过程中碳原子的溶质分布情况,溶质场与相场具有相似的轮廓.模拟结果表明,γ/δ界面的溶质富集对奥氏体向δ相内生长有重要影响.从图中可以看出,在奥氏体的界面处溶质浓度值最大,这是因为包晶反应时奥氏体向外析出溶质,导致γ/δ界面溶质出现富集,使得局部溶质浓度升高、熔点降低,靠近三相节点处的部分δ相重熔,为包晶反应提供了液相,使得δ+L→γ进行,如图3c中黑色箭头处.另外,Phelan等[17]研究表明,界面迁移率对奥氏体出现偏移也有影响.界面迁移率Mij与溶质扩散系数成正比、与温度成反比、与平衡浓度的差值成反比,如式(6)所示.包晶相变过程中γ/δ界面移动速度要高于L/δ界面移动速度(Mγδ>MγL),导致了奥氏体出现偏移.图3 不同时刻下奥氏体生长的溶质分布

不同时刻下奥氏体生长的溶质分布

【参考文献】：
期刊论文
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[3]定向凝固包晶相变微观组织演化的相场方法研究 Ⅰ．三相交节点的延伸[J]. 李新中,苏彦庆,郭景杰,吴士平,傅恒志.  金属学报. 2006(06)
[4]定向凝固包晶相变微观组织演化的相场方法研究 Ⅱ．形核控制的微观组织模拟[J]. 苏彦庆,李新中,郭景杰,吴士平,傅恒志.  金属学报. 2006(06)



本文编号：3048991