《鋼中合金元素與界面間的相互作用對相變動力學的影響》是依託清華大學，由陳浩擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鋼中合金元素與界面間的相互作用對相變動力學的影響
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：陳浩
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鋼的相變過程中，界面與合金元素間的相互作用直接影響著相變動力學，從而決定著組織演化過程，是鋼的組織調控理論研究的重要組成部分。到目前為止，學術界對界面與合金元素間相互作用的認識尚不清楚，因此在一些關鍵相變問題的認識上存在較大分歧。其中，不完全轉變現象的物理本質是最具爭議的問題之一。本課題將結合熱膨脹儀和金相法定量研究Nb和Mo與界面間的相互作用對鐵素體和貝氏體鐵素體轉變動力學的影響, 並與模型計算進行對比，揭示不完全轉變現象的物理本質，探討鐵素體相變和貝氏體鐵素體相變機制的異同。本課題將會進一步完善我們對界面與合金元素間的相互作用以及其對相變動力學影響的認識，為鋼中的組織調控提供理論和實驗依據。
結題摘要
鋼鐵相變過程中，界面與合金元素的相互作用直接影響相變動力學，從而決定組織演化過程和服役性能，是先進鋼鐵材料組織調控理論研究的重要組成部分。目前為止，學術界對界面與合金元素間相互作用的認識尚不清楚，在一些關鍵相變問題的認識上存在較大分歧。 本項目通過第一性原理計算、相場模擬、熱動力學集成計算等多尺度模擬計算方法，結合熱膨脹儀、掃描電鏡、X射線衍射、納米俄歇電子探針等實驗表征手段，對鋼中多種相變過程中合金元素與界面間的相互作用對相變動力學的影響進行了深入研究。 以一系列二元模型合金為研究對象，利用相場方法實現了合金元素在遷移界面偏聚的動態模擬，闡明了經典理論重要基礎假設——穩態假設的局限性；闡明了Fe-X二元合金中鐵素體-奧氏體和奧氏體-鐵素體相變的模式轉變及其特點，導出了界面關鍵參數——本徵遷移率的參考值。 研究了Mo、Nb等合金元素對鐵素體/貝氏體相變動力學的影響。通過理論模型結合實驗驗證，闡明了Fe-C-Mo合金中貝氏體不完全轉變的物理本質；通過循環相變方法巧妙實現了NbC彌散析出與奧氏體/鐵素體遷移界面的相互作用，建立理論模型對析出對界面的定軋能力進行了深入的定量分析。 以先進高強度鋼為研究對象，闡明了Mn的局域配分對Q&P鋼淬火-配分過程中C配分和馬氏體/奧氏體界面遷移的影響，系統解釋了長期以來學界對馬氏體/奧氏體界面遷移方向實驗結果的分歧；建立了普適的熱動力學集成計算模型，闡明了TRIP鋼和Q&P鋼中亞穩奧氏體體積分數及其碳含量隨成分、溫度等關鍵參數的變化規律，對先進高強度鋼的組織調控具有重要的指導意義。
