Fe-Cr合金相分解動(dòng)力學(xué)的相場法研究.pdf

1、Fe-Cr合金是重要的雙相不銹鋼，由于其優(yōu)異的抗輻射性能和高溫強(qiáng)度，成為了核電站冷卻管道的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料。由于Fe-Cr合金在300～500℃溫度范圍內(nèi)使用時(shí)，會(huì)分解為富Cr的α'相和富Fe的α相，相分解導(dǎo)致不銹鋼的抗腐蝕性和韌性降低，脆性急劇增加，稱為“475℃脆性”。此外，在不同的成分和溫度范圍內(nèi)，F(xiàn)e-Cr合金的相分解機(jī)制不同。因此，研究α'相的分解機(jī)制、微觀結(jié)構(gòu)及其粗化行為對(duì)該合金的熱時(shí)效組織演變、使用性能提高非常重要。
　

2、　基于Cahn-Hilliard擴(kuò)散方程，建立Fe-Cr合金相場動(dòng)力學(xué)模型，采用周期性邊界條件和半隱式傅里葉譜算法，在傅里葉空間對(duì)其求解。采用Matlab7.0自行編程，研究Fe-Cr合金的相分解機(jī)制隨Cr濃度和溫度的變化，α'相的析出、長大和粗化的動(dòng)力學(xué)演變規(guī)律，以及α'相的粗化機(jī)制。
　　在不同的時(shí)效溫度下，F(xiàn)e-42 at.％ Cr合金α'相的微觀形貌最初呈橢球形和蠕蟲狀。隨著時(shí)效時(shí)間的增加，蠕蟲狀的α'相逐漸長大并向橢球形

3、轉(zhuǎn)變。在過冷度和擴(kuò)散的共同作用下，當(dāng)時(shí)效溫度為725 K時(shí)，F(xiàn)e-42 at.％ Cr合金α'相分解速率大于700 K和750 K的分解速率。
　　當(dāng)T=610 K時(shí)，成分為25、28、和35at.％ Cr的合金相分解機(jī)制為失穩(wěn)分解。當(dāng)T=700 K，25at.％Cr合金的分解機(jī)制為非經(jīng)典形核長大，28at.％ Cr合金的相分解機(jī)制處于非經(jīng)典形核長大和失穩(wěn)分解的過渡狀態(tài)，而35at.％ Cr合金的相分解機(jī)制則為失穩(wěn)分解。