Аналіз стійкости плаского фронту $\alpha \rightarrow \gamma$-перекристалізації при навуглецьовуванні феритних стопів

О. В. Мовчан, К. О. Чорноіваненко

Національна металургійна академія України, просп. Гагаріна, 4, 49600 Дніпро, Україна

Отримано: 02.05.2018; остаточний варіант - 12.10.2018. Завантажити: PDF

Проаналізовано $\alpha \rightarrow \gamma$-перекристалізацію при пересиченні Карбоном фериту, леґованого $\alpha$-стабілізатором. При перекристалізації $\alpha$-стабілізатор перерозподіляється між аустенітом і феритом, плаский фронт перекристалізації втрачає стійкість і трансформується в комірчастий або дендритний. При аналізі було використано методу збурень, яку було розроблено W. W. Mullins, R. F. Sekerka для стопів, що кристалізуються. На плаский фронт перекристалізації було накладено синусоїдальне збурення з нескінченно малою амплітудою. Швидкість переміщення кожного елементу міжфазної поверхні обчислювалася через дифузійний потік Карбону з аустеніту та через потік $\alpha$-стабілізатора у ферит. Швидкості було зрівняно й одержано вираз для зміни амплітуди збурення. Встановлено найзначущі чинники, що впливають на стійкість плаского фронту $\alpha \rightarrow \gamma$-перекристалізації, а саме: ріжниця концентрацій $\alpha$-стабілізатора у фериті й аустеніті на міжфазній межі, середня швидкість переміщення фронту, коефіцієнт дифузії $\alpha$-стабілізатора у фериті, коефіцієнт натягу міжфазної поверхні. Всі чинники залежать від температури; тому з її зміною значимість чинників може змінюватися. На прикладі стопів системи Fe–Si–C показано відповідність теоретичних та експериментальних результатів дослідження. Показано можливість застосування одержаних результатів для опису кооперативного перетворення $\alpha \rightarrow \gamma$ + карбід при навуглецьовуванні феритних стопів заліза з карбідоутворювальними елементами.

Ключові слова: феритні стопи, навуглецьовування, фронт $\alpha \rightarrow \gamma$-перекристалізації, коміркова структура, метода збурень.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v41/i01/0013.html

PACS: 61.72.S-, 64.70.kd, 81.10.Aj, 81.10.Jt, 81.30.Bx, 81.30.Kf, 81.65.Lp


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. A. V. Movchan and A. P. Bachurin, and L. G. Pedan, Dopov. Nac. Akad. Nauk Ukr., No. 7: 104 (2000) (in Russian).
  2. K. P. Bunin, V. I. Movchan, and V. V. Nikiforova, Izv. VUZov. Chern. Metall., No. 2: 106 (1977) (in Russian).
  3. V. I. Movchan and V. V. Vladimirova, Izv. Akad. Nauk SSSR. Metally, No. 4: 91 (1982) (in Russian).
  4. V. I. Movchan and V. V. Vladimirova, Izv. Akad. Nauk SSSR. Metally, No. 6: 52 (1988) (in Russian).
  5. M. Ichinose, F. Togashi, K. Ishida, and T. Nishizawa, Metall. Mater. Trans., 25A, No. 3: 531 (1994). Crossref
  6. B. Chalmers, Teoriya Zatverdevaniya (Principles of Solidification) (Moscow: Metallurgiya: 1968) (Russian translation).
  7. W. W. Mullins and R. F. Sekerka, J. Appl. Phys., 35, No. 2: 444 (1964). Crossref
  8. M. Hillert, Phase Equilibria, Phase Diagrams and Phase Transformations (Cambridge: Cambridge University Press: 2007). Crossref
  9. M. A. Krishtal, Mekhanizm Diffuzii v Zheleznykh Splavakh [Diffusion Mechanism in Iron Alloys] (Moscow: Metallurgiya:1972) (in Russian).
  10. V. Raghavan, J. Alloy Phase Diagrams. India, 2, No. 2: 97 (1986).