《在共析點以上磁場誘發共析鋼珠光體相變的機理研究》是依託昆明理工大學，由周曉玲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：在共析點以上磁場誘發共析鋼珠光體相變的機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周曉玲
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過調節磁場強度、等溫溫度等參數，控制磁場誘發珠光體的數量及大小，有效地進行領先相及珠光體的組織觀察、測量與分析，研究0-12T磁場在共析點以上對共析成分鋼等溫珠光體相變的影響機制。建立在共析點以上磁場參數、等溫溫度、等溫時間與誘發珠光體轉變數的等溫轉變曲線。建立新相形核與長大的熱力學自由能表達、動力學理論模型，揭示在共析點以上磁場對珠光體相變的誘發機制及形核機理。考察磁效應對相變組織和形態、取向、分布的影響，挖掘磁場在材料處理工藝的套用潛力。從逐漸開展的研究中挖掘磁效應在固態相變中的作用。本項目對揭示磁場對固態相變的影響機制、弄清相變機理中有關形核領先相及其長大行為、局部微結構的磁性行為、混合相中磁偏轉等基本問題有理論價值；並且可為創新熱處理工藝提供理論基礎。
結題摘要
磁場在材料研究領域的最早熱點是鐵基與非鐵基形狀記憶合金的無擴散型M相變；超導強磁體製備技術以及低溫技術的突破性進展使擴散型相變的研究也成為關注熱點。磁場對P相變的研究始於上世紀末，以鐵碳合金為主要對象，處於對基本現象及工藝的發掘階段。除對P片層間距影響尚存在著矛盾結論外，仍存在的主要問題有：（1）至今還沒有一種合理的形核與長大模型為建立合理的數學公式提供基礎，且單一形成機制無法解釋P用比理論計算速度更快的速度形成；（2）P領先相爭論；（3）γ/α兩相組織表現出沿磁場方向的定向排列及生長現象還須進一步的實驗依據。具各向異性的磁偶極子相互作用機制提出後，相關研究就局限在了低中碳鋼上，然有報導稱沿磁場方向成鏈狀的α晶粒晶體學位向並未表現出任何織構；（4）磁場的作用機制不夠明確與深入，還缺少磁場下P相變的熱力學理論模型的建立、動力學分析以及磁效應在組織控制方面的機制，且僅用兩相化學自由能差提供相變驅動力的概念無法解釋磁誘發P的形成，必然還有某種或某些磁效應在發揮著作用，有較大的研究空間。 在此背景下，本項目的研究方向為“在共析點以上磁場誘發共析鋼P相變的機理研究”，為涉及順磁相向鐵磁相轉變的相變基礎理論研究。主要研究內容為：（1）建立A1點以上磁場場強-溫度-時間-誘發P量的關係；（2）考察磁效應對相變組織形態及分布的控制作用，揭示磁場對P相變影響的動力學；（3）揭示磁場對P相變的誘發內因，弄清相變機理中有關形核領先相、局部微結構磁性行為、混合相磁偏轉、滲碳體的形成機制等基本問題。 針對50Si2Mn3鋼所獲得的重要結果及關鍵數據有：（1）4T--20T磁場強度、963K--1023K等溫相變溫度為的磁誘發P相變動力學曲線；（2）各種條件下光鏡、SEM、TEM的磁誘發P的組織形貌及P大小、兩相比例、片間距等統計分析用的關鍵基礎數據；（3）提出P相變為相變初期的磁微結構形核與長大機制及相變發展到一定階段轉為擴散控制機制的混合形成機制；（4）確定了磁場下共析P相變的領先相為鐵素體；（5）討論了粒狀P中滲碳體的三種形成機制。 本項目首次提出臨界點以上等溫磁誘發P相變的研究方法，排除常規處理中化學驅動力對相變的影響，突出磁驅動力項的關鍵作用，利於對相變深層次機理的探索；磁微結構成核機制的提出對半擴散型相變以及涉及順磁相/鐵磁相轉變的機理研究有促進作用，並為利用磁場新途徑、創新材料熱處理工藝提供理論基礎。
