谁知道奥氏体 马氏体、马氏体、铁素体、珠光体在...

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上海交通大学
博士后士学位论文
多元钢先共析铁素体析出及珠光体转变热力学研究
姓名：朱洪涛
申请学位级别：博士后士
专业：材料科学与工程
指导教师：徐祖耀
!圭星当兰堡耋
钢超组元模型数学表达式简单、应用方便，但是未考虑合金元素间的交互作用；
以及双亚点阵溶液模型体现了晶体结构的特殊性、物理意义清晰，但是在计算超
额自由能时需人为地调整组元间的交互作用的特点，提出了计算Fe．Ei．C多元钢
相变热力学的简化热力学模型和修正新一代几何溶液模型。『主要结论如下：
1．引入Fe．c二元系和Fe．Xi．C多元系间的铁素体形成温度差和珠光体转变温度
差参数，并以Fe―C二元系热力学为基础，提出了一种计算Fe．∑f．C多元钢相
变热力学的简化模型，达到应用Fe．c二元系模型研究Fc．Ei-C多元系的热力
学规律的目的。应用简化模型计算了42种多元钢A鸪温度和81种多元钢丸1
温度，氏3温度与实测值的相对误差为0．71％，标准偏差为8．92K：钆l温度计
算值与实测值的相对误差为0．90％，均方根误差为11．00K。
2．以新一代几何溶液模型和亚点阵模型为基础，将两个亚点阵引入新一代几何
溶液模型，将其扩展应用于多元钢间隙固溶体热力学研究。应用修正的新一
代几何溶液模型通过容易获得的Fe．f．C三元和蚵两元合金热力学参数预测了
研究提供了一个新的思路。应用修正新一代几何溶
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文本预览：
驱动力是体系的自由能差，阻力包括界面能和界面弹性应变能。 由于碳的扩散，降低了形成贝氏体中铁素体的碳含量，使铁素体的自由能降低， 增大了新旧两相的自由能差，提高了相变驱动力。 另一方面，碳原子从奥氏体中析出，使奥氏体中出现贫碳区，降低了切变阻力， 使切变可以在较高温度发生。 驱动力是在转变温度下奥氏体与马氏体的自由能差，而转变阻力是界面能和界面 弹性应变能。马氏体相变新相与母相完全共格，同时体积效应很大，因此界面弹 性应变能很大。为了克服这一相变阻力，驱动力必须足够大。因此马氏体相变必 须有很大的过冷度。
四、 形成过程 珠光体 珠光体转变温度较高，铁原子和碳原子都可以发生扩散，属于扩散型相变。 形核：形核部位是奥氏体晶界或奥氏体与其它相（渗碳体，铁素体）的相界面。 领先相可以是铁素体，也可以是渗碳体。 长大：横向长大很好理解：形成一片渗碳体后，两侧奥氏体中碳浓度下降，促进 了铁素体形核，并平行于渗碳体片生长，结果又导致渗碳体片的形核与长大，最 后得到片层相间的平行的珠光体团。 纵向长大可以由碳扩散过程来解释。碳在奥氏体中的扩散速度决定了珠光体的纵 向长大速度。晶格的重构是由铁原子的自扩散完成的。 贝氏体转变是一个形核长大的过程，形 核需要有一定的孕育期。在孕育期内碳 原子在奥氏体中重新分布，形成贫碳 区，并成为铁素体的形核部位，达到临 界晶核尺寸后，将不断长大。 由于转变温度较低，铁原子不能扩散， 铁素体按共格切变方式长大，形成铁素 体条或片。 铁素体晶核长大过程中，过饱和的碳从 铁素体向奥氏体中扩散，并于铁素体条 间或铁素体内部沉淀析出碳化物，因此 贝氏体长大速度受碳的扩散控制。 按共格切变方式长大的铁素体和富碳 奥氏体或碳化物的混合组织，称为贝氏 体。 贝氏体转变包括铁素体的成长与碳化 物的析出两个基本过程，它们决定了贝 氏体中两个基本相的特征。 在上贝氏体形成温度范围内，首先在奥 氏体晶界或附近贫碳区形成铁素体晶 核，并成排地向奥氏体晶粒内长大。条 状铁素体前沿碳原子不断向两侧扩散， 铁素体中多余的碳向两侧相界面扩散。 由于碳在铁素体中的扩散速度大于在 奥氏体中的扩散速度，碳在铁素体两侧 的奥氏体中富集，到一定程度时，在铁 素体条间沉淀出渗碳体。 下贝氏体形成温度较低，首先在奥氏体 晶界或晶内贫碳区形成铁素体晶核，并 长大成片状。由于转变温度较低，碳原 子在奥氏体中扩散困难，很难迁移至晶 界，而碳在铁
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