Випуски МФіНТ »  Том 43, випуск 1

Математичне моделювання кінетики первинної рекристалізації і виділення карбонітридних частинок у сталях. I. Преципітація

В. В. Каверинський, З. П. Сухенко

Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, вул. Академіка Кржижановського, 3, 03142 Київ, Україна

Отримано: 12.03.2020; остаточний варіант - 12.11.2020. Завантажити: PDF

Розроблено математичну фізично обґрунтовану напівемпіричну модель і відповідну комп’ютерну програму, що описують процес рекристалізації і виділення частинок карбонітридів в деформованому аустеніті. Модель параметризовано для легованих сталей широкого спектру складів. Модель дозволяє розрахувати термодинамічну рівновагу для надлишкових карбонітридних фаз у твердому розчині, кінетику їх зародження і зростання, а також їх вплив на повернення і рекристалізацію. Для кожного з аспектів моделі наведено докладний опис його фізичної суті. Перевірка результатів моделювання експериментальними даними з літературних джерел підтвердила достатню надійність запропонованої комп'ютерної моделі для оціночних розрахунків. Особливості моделі продемонстровані на прикладі моделювання вплив вмісту Nb на рекристалізацію, повернення, а також на зародження, зростання і Оствальдове дозрівання частинок карбонітридів Nb і Ti. Моделювання показало і дозволило чисельно оцінити ефект уповільнення рекристалізації і повернення при збільшенні вмісту Nb. Це свідчить про вплив дисперсних карбонітридів на рекристалізацію і повернення. Моделювання теоретично передбачило інтенсифікацію зародження і зростання часток Ti(C, N) зі зростанням концентрації Nb. Іншим результатом є збільшення дисперсності та кількості частинок Nb(C, N) зі збільшенням концентрації Nb внаслідок більш швидкого переходу до стадії Оствальдового дозрівання, яка характеризується набагато більш повільним зростанням середнього розміру часток, ніж при їх утворенні з пересиченого твердого розчину.

Ключові слова: рекристалізація, кінетика, аустеніт, сталь, моделювання.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v43/i01/0027.html

PACS: 07.05.Tp, 61.72.Cc, 64.30.Ef, 64.70.kd, 64.75.-g, 64.75.Op, 81.30.Kf

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. V. M. Golod and K. D. Savel’ev, Vychislitelnaya Termodinamika v Materialovedenii [Computational Thermodynamics in Material Science] (St. Petersburg: Polytechnic University: 2010) (in Russian).
  2. D. F. Sokolov, Razrabotka Modeley Raspada Austenita i Prognozirovaniya Mekhanicheskikh Svoystv pri Kontroliruemoy Prokatke Staley [Development of Austenite Decay Models to Predict the Mechanical Properties of Controlled Rolled Steel] (Thesis of Disser. for Cand. Tech. Sci.) (St. Petersburg: Polytechnic University: 2013) (in Russian).
  3. N. Saunders and A. P. Miodownik, CALPHAD. Calculation of Phase Diagrams (Guildford: Pergamon Press: 2005).
  4. A. I. Trotsan, V. V. Kaverynsky, and I. L. Brodetsky, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 35, No. 7: 919 (2013) (in Russian).
  5. A. I. Trotsan, V. V. Kaverynsky, and I. L. Brodetsky, Metal ta Lyttya Ukrayiny, 22, No. 3: 3 (2014) (in Russian).
  6. A. I. Trotsan, V. V. Kaverynsky, I. L. Brodetsky, B. F. Belov, and A. I. Itsenko, Chernaya Metallurgiya. Byulleten’ Nauchno-Tekhnicheskoy i Ekonomicheskoy Informatsii, No. 5: 62 (2014) (in Russian).
  7. V. V. Kaverynsky, A. I. Trotsan, and Z. P. Sukhenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 8: 1051 (2017) (in Russian). Crossref
  8. V. V. Kaverynsky, Int. J. Information Content and Processing, 6, No. 1: 49 (2019).
  9. S. F. Sokolov, Issledovanie i Modelirovanie Evolyutsii Mikrostruktury i Soprotivleniya Deformatsii Staley pri Goryachey Obrabotke Davleniem [Investigation and Modelling of the Evolution of the Microstructure and Deformation Resistance of Steels during Hot Processing] (Thesis of Disser. for Cand. Tech. Sci.) (St. Petersburg: Polytechnic University: 2013) (in Russian).
  10. H. S. Zurob, Y. Bbrechet, and G. A. Purdy, Acta Mater., 49: 4183 (2001). Crossref
  11. H. Buken and E. Kozeschnik, Metall. Mater. Trans. A, 48: 2812 (2017). Crossref
  12. H. S. Zurob, S. V. Subramanian, G. Purdy, C. R. Hutchison, and Y. Brechet, ISIJ Int., 45, No. 5: 713 (2005). Crossref
  13. A. G. Ponomarenko, Zhurnal Fizicheskoy Khimii, 48, No. 7: 1668 (1974) (in Russian).
  14. V. A. Grigoryan, A. Ya. Stomachin, and A. G. Ponomarenko, Fiziko-Khimicheskie Raschety Elektrostaleplavil’nykh Protsessov [Physicochemical Calculations of Electric Steel Smelting Processes] (Moscow: Metallurgia: 1989) (in Russian).
  15. B. Dutta, E. J. Palmiere, and C. M. Sellars, Acta Mater., 49, No. 5: 785 (2001). Crossref
  16. R. Kampmann and R. Wagner, Decomposition of Alloys: The Early Stages (Oxford: Pergamon Press: 1994).
  17. M. Perez, M. Dumont, and D. Acevedo-Reyes, Acta Mater., 56, No. 9: 2119 (2008). Crossref
  18. H. S. Zurob, C. R. Hutchison, Y. Brechet, and G. Purdy, Acta Mater., 50, No. 12: 3075 (2002). Crossref
  19. K. Xu, B. G. Thomas, and R. Malley, Metal. Mater. Trans. A, 42, No. 2: 524 (2011). Crossref
  20. A. J. De Ardo, Int. Materials Reviews, 48, No. 6: 371 (2003). Crossref
  21. M. Verdier, Y. Brechet, and P. Guyot, Acta Mater., 47, No. 1: 127 (1999). Crossref
  22. S. F. Medina and C. A. Hernandez, Acta Mater., 44, No. 1: 165 (1996). Crossref
  23. S. F. Medina and C. A. Hernandez, Acta Mater., 44, No. 1: 137 (1996). Crossref
  24. S. F. Medina and C. A. Hernandez, Acta Mater., 44, No. 1: 165 (1996). Crossref
  25. V. M. Vorotyntsev and V. D. Skupov, Bazovye Tekhnologii Mikro- i Nano-elektroniki [Basic Technologies of Micro- and Nanoelectronics] (Moscow: Prospect: 2017) (in Russian).
  26. H. S. Medina and J. E. Mancilla, ISIJ Int., 36, No. 8: 1070 (1996). Crossref
  27. H. S. Medina and A. Quispe, ISIJ Int., 41, No. 7: 774 (2001). Crossref
  28. H. S. Medina, J. E. Mancilla, and C. A. Hernandes, ISIJ Int., 34, No. 8: 689 (1994). Crossref
  29. H. S. Medina and A. Quispe, ISIJ Int., 36, No. 10: 1295 (1996). Crossref
  30. H. S. Medina and J. E. Mancilla, ISIJ Int., 36, No. 8: 1063 (1996). Crossref
  31. M. Gomez, H. S. Medina, and A. Quispe, ISIJ Int., 42, No. 4: 423 (2002). Crossref
  32. M. Gomez, L. Rancel, and S. F. Medina, Met. Marer. Int., 15, No. 4: 689 (2009). Crossref

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 2000–2021 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»