Fe-C-Mn合金中奥氏体-铁素体相变的相场模拟

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 奥氏体-铁索体相变

1．2．1 元素分配

1．2．2 组织演变

1．3 介观尺度研究方法

1．3．1 蒙特卡罗(Monte Carlo)方法

1．3．2 元胞自动机(Cellular Automaton)方法

1．3．3 相场(Phase Field)方法

1．4 本研究的主要内容

第2章 奥氏体-铁素体相变模型和相场方法

2．1 引言

2．2．1 铁素体形核模型

2．2．2 铁素体生长模型

2．3 奥氏体-铁素体相变的相场模型

2．3．1 Chen模型

2．3．2 WBM模型

2．3．3 Steinbach模型

2．3．4 Moelans模型

2．4 相场变量与参数

2．4．1 相场变量

2．4．2 相场参数

2．5 相场方程的求解

2．5．1 动力学方程

2．5．2 数值计算方法

2．5．3 初始化与边界条件

2．5．4 计算效率与数值稳定性

2．6 本章小结

第3章 Fe-C二元合金中奥氏体-铁素体相变的相场模拟

3．1 引言

3．2．1 相变相场方程

3．2．2 Fe-C二元合金相变的热力学模型

3．2．3 动力学参数

3．3 模拟条件

3．4 奥氏体-铁素体等温相变模拟

3．4．1 相界面迁移驱动力

3．4．2 相变过程中的微观组织演变

3．4．3 相变过程中C原子的扩散行为

3．5 不同等温温度下奥氏体-铁素体相变相场模拟的结果

3．5．1 不同等温温度下奥氏体-铁素体相变驱动力

3．5．2 不同等温温度下微观组织演变

3．5．3 不同等温温度下转变动力学

3．5．4 不同等温温度下C浓度场演化

3．5．5 相变温度对相变特征演化规律的影响

3．6 本章小结

第4章 Fe-C-Mn三元合金中奥氏体-铁素体相变的相场模拟

4．1 引言

4．2 Fe-C-Mn三元合金相变的相场模型

4．2．1 自由能耗散模型

4．2．2 两种相变模式下的相场方程

4．2．3 Fe-C-Mn三元合金相变的热力学模型

4．3 模拟条件

4．4 两种相变模式下的模拟结果

4．4．1 铁素体晶粒的生长形貌

4．4．2 相变动力学

4．5 不同Mn含量合金的模拟结果

4．5．1 Mn含量对相变驱动力的影响

4．5．2 Mn含量对微观组织演化的影响

4．5．3 Mn含量对C浓度场演化的影响

4．5．4 Mn含量对转变动力学的影响

4．5．5 Mn含量对相变特征演化规律的影响

4．5．6 不同Mn含量下的耗散自由能变化情况

4．5．7 铁素体生长停滞现象分析

4．6 本章小结

第5章 不同晶界特征下铁素体生长的相场模拟

5．1 引言

5．2 铁素体各向异性生长的相场模型

5．2．1 相场方程

5．2．2 相界面模型参数与物性参数

5．3 模拟条件

5．4 不同晶界特征下铁素体生长的模拟结果

5．4．1 奥氏体晶界能的影响

5．4．2 铁素体／奥氏体晶界取向差的影响

5．4．3 三叉晶界处铁素体晶粒生长特征

5．4．4 多晶组织模拟结果

5．5 本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其它研究成果

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