约束碳平衡条件下多晶 Fe-C 体系淬火配分过程的相场分析
材料科学
2018-12-24 v1
摘要
钢的力学性能因残余奥氏体而显著增强。特别是，已表明一种近期开发的称为淬火配分（Quenching and Partitioning, Q&P）的热处理技术能有效稳定奥氏体。本工作中，采用相场方法模拟多晶 Fe-C 体系分别伴随淬火与配分过程的相变与碳扩散。通过引入来自 CALPHAD 数据库的化学驱动力，可恢复锐界面解的弹性相场模型在三个不同淬火温度下模拟马氏体（alpha'）转变。所得马氏体体积分数与解析预测完全一致。本研究首次在多晶设定中引入约束碳平衡（constrained carbon equilibrium, CCE）条件以给出预测的配分终点。在 CCE 条件下，通过以化学势为动态变量的相场模型，分析了两种不同成分合金中的碳配分。由碳分布确定残余奥氏体的体积分数与分布，并研究其在配分过程中的时间演化。识别出在配分初期，由于扩散系数与 CCE 终点的显著差异，碳在奥氏体（）沿 -界面处累积。该累积稳定了邻近界面的奥氏体。然而，取决于马氏体体积分数与合金成分，被稳定奥氏体的演化各异。此外，阐明了相分布对残余奥氏体时间演化动力学的影响。
引用
@article{arxiv.1812.04306,
title = {Phase-field analysis of quenching and partitioning in a polycrystalline Fe-C system under constrained-carbon equilibrium condition},
author = {P G Kubendran Amos and Ephraim Schoof and Nick Streichan and Daniel Schneider and Britta Nestler},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.04306},
year = {2018}
}