Оцінка результатів комп’ютерного моделю для термодинамічного та кінетичного розрахунку фазового перетворення у середньовуглецевій леґованій криці

В. В. Каверинський, З. П. Сухенко

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

Отримано: 24.04.2024; остаточний варіант - 24.06.2024. Завантажити: PDF

За допомогою CALPHAD-методи було проаналізовано фазовий склад середньовуглецевої криці, що містить Cr, Mn і Ni у діяпазоні температур від 1520°C до 340°C. На відміну від наближення парарівноваги, цей підхід враховує перерозподіл леґувальних елементів між фазами, що є важливим під час моделювання також і кінетики перетворень. Зокрема, він уможливлює встановити розкладання перлітного перетворення у багатокомпонентній системі в тому інтервалі температур. Проведено верифікацію розробленого комп’ютерного моделю перетворення переохолодженого аустеніту на прикладі побудови та порівняння його з довідковими даними. Виявлено, що модель уможливлює із задовільною точністю побудувати термокінетичну діяграму; проте спостерігаються певні відхилення. Тим не менш, модель достатньо точно визначає швидкості охолодження, що приводять до утворення мартенситу, фериту та бейніту.

Ключові слова: середньовуглецева криця, кінетика фазових перетворень, термокінетична діяграма, математичний модель, CALPHAD.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i02/0183.html

PACS: 07.05.Tp, 64.30.Ef, 64.60.Q-, 64.75.Ef, 65.40.Ba, 81.30.Bx, 82.60.Nh


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. D. F. Sokolov, Razrabotka Modeley Raspada Austenita i Prognozirovaniya Mekhanicheskikh Svoystv Pri Kontroliruyemoy Prokatke Staley [Development of Models of Austenite Decomposition and Prediction of Mechanical Properties During Controlled Rolling of Steels] (Thesis of Disser. for Cand. Tech. Sci.) (St. Petersburg: Saint Petersburg State Institute of Technology: 2013) (in Russian).
  2. I. I. Novikov, Teoriya Termicheskoy Obrabotki Metallov [Theory of Heat Treatment of Metals] (Moskva: Metallurgy: 1978) (in Russian).
  3. N. Yu. Zolotorevskiy, E. V. Nesterova, and E. I. Khlusova, Voprosy Materialovedeniya, 67, No. 3: 38 (2011) (in Russian).
  4. V. V. Kaverynsky, A. I. Trotsan, and Z. P. Sukhenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 8: 1051 (2017) (in Russian).
  5. V. V. Kaverynsky, Matematychne Modelyuvannya i Komp’yuternyi Analiz Protsesiv Strukturoutvorennya Lehovanykh Stalei v Khodi Fazovykh Peretvoren [Mathematical Modeling and Computer Analysis of the Processes of Structure Formation of Alloy Steels During Phase Transformations] (Kyiv: KIM: 2019) (in Ukrainian).
  6. V. V. Kaverynsky, Komp’yuterna Prohrama dlya Modeliuvannia Fazovykh Peretvoren [A Computer Program for Phase Transformations Modeling]: Certificate of Copyright Registration No. 70573, Ukraine, Publ. 02.22.2017, Bul. 44.
  7. V. V. Kaverynsky and Z. P. Sukhenko, J. Mater. Sci. and Appl., 3, No 3: 47 (2017).
  8. V. V. Kaverynsky, Archives of Mechanical Technology and Materials, 38: 35 (2018).
  9. V. V. Kaverynsky, A. I. Trotsan, G. A. Bagliuk, and Z.P. Sukhenko, Metallurgical and Mining Industry, No. 5: 51 (2017) (in Russian).
  10. V. V. Kaverynsky, Int. J. Information Content and Processing, 6, No. 1: 49 (2019).
  11. V. V. Kaverinsky, D. G. Verbylo, and G. A. Bagliuk, AIST Transactions, Iron & Steel Technology, 19, No. 5: 232 (2022).
  12. A. A. Vasil’ev, D. F. Sokolov, N. G. Kolbasnikov, and S. F. Sokolov, Solid State Physics, 54, No. 8: 1565 (2012).
  13. J. M. Shapiro and J. S. Kirkaldy, Acta Met., 16, No. 5: 579–585 (1968).
  14. A. Vasilyev, Proc. MS&T (Detroit: 2007), p. 537.
  15. D. Gaude-Fugarolas and P. J. Jacques, ISIJ Int., 46, No. 5: 712–717 (2006).
  16. H. K. D. H. Bhadeshia, Bainite in Steels (London: The Institute of Materials: 1992).
  17. F. Huyan, P. Hedström, L. Höglund, and A. Borgenstam, Met. Mater. Trans. A, 47A, No. 9: 4404 (2016).
  18. L. E. Popova and A. A. Popov, Diagrammy Prevrashcheniya Austenita v Stalyakh i Beta-Rastvora v Splavakh Titana [Diagrams of Austenite Transformation in Steels and Beta-Solution in Titanium Alloys] (Moskva: Metallurgy: 1991) (in Russian).
  19. PyCALPHAD: Computational Thermodynamics [Online] (2015).
  20. B. Hallstedt, Proc. of 4th International Conference on Medium and High Manganese Steels—HMnS2019 (April 1–3, 2019, Aachen, Germany) (Eds. W. Bleck and D. Raabe), p. 201.