相变动力学

摘要： 室温常压下锗是一种具有高载流子迁移率和窄带隙的半导体材料。在高压下,锗具有多种与硅相似的晶相,其有趣的高压行为如压致金属化和超导电性转变引起了高压研究领域的广泛关注。然而,其核心的高压相变动力学机制却鲜有深入研究。利用先进同步辐射光源的高通量X射线衍射结构诊断手段,结合基于金刚石压砧的快速动态压缩技术,研究了锗在高压相变过程中的结构演化机理。采用气膜与压电陶瓷相结合的快速加载方法,实现了数十太帕每秒的压缩速率。采用第三代同步辐射高通量粉光X射线衍射技术,实现了数十微秒时间分辨的结构解析。在相变过程中,新旧相中不同晶面的衍射强度变化存在一定的先后顺序,证实了锗的半导体相(金刚石立方结构)到金属相(β-Sn结构)的转变是位移型相变。此外,通过与静态压缩X射线衍射数据的对比,证实了在此相变过程中不同晶面消失/出现存在先后顺序的行为只能通过动态压缩和动态探测手段观察。

摘要： 为探究铈镧合金在γ相区的压缩特性以及加载应变率对铈镧合金动态相变行为的影响,采用火炮驱动平面撞击和磁驱动斜波压缩两种加载方式对铈镧合金(Ce-5%La,La的质量分数为5%)进行动态加载,通过测量波剖面获得铈镧合金在γ相区的弹塑性转变、状态方程以及γ→α相变压力。结果表明,铈镧合金在平面撞击下会形成准等熵压缩波,证实铈镧合金在γ相区具有理论预测的反常压缩特性。正因为这一反常压缩特性,两种加载方式下铈镧合金在γ相区的应变率响应非常接近,从而导致γ→α相变压力对加载应变率不敏感。镧的掺入显著提高了铈合金的动态相变压力,显示出该相变具有4f电子驱动结构相变的特征。

摘要： 采用基于形核控制机制的贝氏体等温相变动力学模型研究了合金设计对贝氏体相变动力学的影响.针对两种贝氏体高强钢,采用热膨胀仪在425~350°C开展了等温贝氏体相变实验,观察到了不同程度的贝氏体不完全相变现象.基于形核控制机制,采用切变型相变动力学模型对两种实验钢的贝氏体等温相变行为进行了建模研究,模型中同时考虑了晶界形核和自催化形核.最后,对比分析了两种实验钢中形核激活能、未转变奥氏体体积分数以及形核速率等的差异,为贝氏体高强钢的成分设计及工艺创新提供理论指导.

摘要： 采用膨胀试验研究了 0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢以0.05～10°C/s的速率连续加热时的相变动力学.结果表明:随着加热速率的增大,奥氏体化温度显著升高.利用杠杆定律计算获得了0Cr16Ni5Mo1钢中奥氏体生成量与加热温度之间的关系,采用Johnson-Mehl-Avrami(J-M-A)方程描述了钢的奥氏体化过程,并对相变动力学参数进行了拟合,得到奥氏体化相变激活能Q约为3.737×105 J/mol,J-M-A 指数 n 约为0.905 43,指前因子 lnk0约为40.731,确定了 0Cr16Ni5Mo1 钢的奥氏体化动力学模型.基于非等温J-M-A方程绘制了等温奥氏体化动力学曲线和TTA(time-temperture-austenite transfor mation)图,可用于计算形状复杂零件连续加热的奥氏体化过程.

摘要： 考虑有相变潜热情况下带钢快冷后的温度场,建立了低碳钢超高强钢热轧后冷却过程温度与相变的耦合数学模型。采用离散化的一维非稳态有热源热传导方程,结合热膨胀实验测定的相关物理参数,完善并应用贝氏体等温相变动力学模型,使用Matlab计算相转变量,实现了温度和相变的耦合求解。结果表明:带钢冷却至贝氏体相变区内后立即开始相变,并同时观察到返温现象,返温温度可以达到50°C以上。同时,返温温度的高低会影响贝氏体最终组织形貌和性能。

摘要： 在Gleeble-1500热模拟试验机上通过热压缩试验研究了变形温度(DT)和变形量对低碳贝氏体钢显微组织的影响,利用EBSD技术分析了不同条件下的显微组织。在给定的热变形条件下,贝氏体组织由粒状贝氏体(GB)、板条贝氏体(LB)和少量针状铁素体(AF)组成,变形温度和变形量对相变动力学、相变开始温度(B)和贝氏体组织结构类型有重要影响。随着变形温度从810°C降低至730°C,相变开始温度由585°C提高至595°C。当变形量为0%和20%时,显微组织由GB、LB和少量AF组成,当变形量为40%时,粗大的LB和GB消失,只有AF和M/A(马奥岛)。当变形量从0%提高至40%,有效晶粒尺寸从4μm降低至2μm,大角度晶界(HGB)的比例由48%提高至57%。

摘要： 用马氏体回火后经硝酸酒精溶液浸蚀可以变黑的方法,测定了在马氏体MS以下不同温度淬火+回火,最后水淬处理的试样中,黑色马氏体含量百分率及形状参数.根据上述测定数据,利用定量金相方法,找到了淬火温度与马氏体转变百分率f,体积V以及个数N之间关系.应用计算机以立体图像方式演示了变温马氏体相变动力学过程.

摘要： 采用气炮作为加载手段,结合反向碰撞技术和多台阶三层组合飞片技术,通过精细的样品/窗口波剖面测量,对典型加载-卸载-再加载路径下铁的相变动力学特性进行了研究.观测到一次卸载阶段的多波结构及再加载段的双波结构.获得首次逆相变阈值约为(11.3±0.5)GPa,首次加卸载相变特征时间为30 ns;再加载相变起始压力为10—12 GPa,且随着再加载初始态ε相质量分数降低而降低.实验显示二次相变压力阈值与ε相残余质量分数以及逆相变子相所含孪晶、缺陷相关,同时二次加载相转变速率比首次加载更快.上述结果揭示了多晶铁相变动力学行为与加载路径的强耦合,为相关研究提供了新的视角和实验支撑.

摘要： 本工作利用DIL-805ADT动态热膨胀相变仪测定了S34MnV钢不同冷却速率下的相变膨胀量,通过光学显微组织观察、SEM组织观察、能谱成分扫描、XRD物相检测等手段对S34MnV钢在连续冷却过程中的组织转变规律进行了深入分析,运用切线法对相变拐点前后的膨胀曲线进行线性拟合,得到了S34MnV钢在加热和不同速度冷却下的相变点,根据所得到的相变点和对应的相变时间结合微观组织分析绘制了S34MnV钢的连续冷却转变(CCT)曲线.同时为更好地描述S34MnV钢在连续冷却过程中的扩散型相变,本工作采用了针对低合金钢更加准确实用的Li模型,根据绘制出的CCT曲线修正了描述铁素体、珠光体、贝氏体相变的Li模型参数,使其可以用于热处理冷却过程中复杂的奥氏体分解,并拟合出马氏体相变Koistinen-Marburger(K-M)方程的参数,较为完整地建立了S34MnV钢连续冷却转变过程中的铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体相变的动力学模型.结果表明,本研究所述模型计算所得的转变量与实验所得结果一致,说明该模型可用于预测S34MnV钢热处理冷却过程中的相变,也为后续大型船用曲轴的数值模拟提供了准确的数学模型.

摘要： 考虑有相变潜热情况下带钢快冷后的温度场,建立了低碳钢超高强钢热轧后冷却过程温度与相变的耦合数学模型.采用离散化的一维非稳态有热源热传导方程,结合热膨胀实验测定的相关物理参数,完善并应用贝氏体等温相变动力学模型,使用Matlab计算相转变量,实现了温度和相变的耦合求解.结果表明:带钢冷却至贝氏体相变区内后立即开始相变,并同时观察到返温现象,返温温度可以达到50°C以上.同时,返温温度的高低会影响贝氏体最终组织形貌和性能.

摘要： 贝氏体本身具有良好的强度和韧性,加上钢中的高硬相马氏体组织,促进了贝氏体钢的开发和应用.为研究在水空交替淬火热处理工艺下的组织、性能的变化及贝氏体相变动力学,本文通过在不同的等温时间下进行等温淬火处理,利用彩色金相计算各物相含量.研究结果表明:在不同的等温时间的热处理工艺下,钢中均生成一定量的贝氏体、马氏体及残余奥氏体,贝氏体含量对钢的力学性能有较大的影响,贝氏体的相变动力学为y=1-exp(1.98×10-5t1.0),冲击韧性值约为20～26J/cm2,硬度43.8～52.4HRC且在等温60min时具有最佳的综合性能.

摘要： 针对反应堆压力容器用钢,采用热模拟结合OM,SEM,EBSD和硬度测试等表征手段研究了该材料连续冷却过程中的相变动力学和组织转变规律.结果表明,在不同冷速条件下,得到的室温组织各异.当冷速小于0.8°C/s时,为先共析铁素体和下贝氏体及马氏体岛状组织;当冷速在1°C/s～2°C/s范围时,得到的室温组织主要为粒状贝氏体;在冷速为5°C/s～30°C/s范围内形成贝氏体铁素体和马氏体组织.

摘要： FV520B马氏体沉淀硬化不锈钢具有优良的力学性能,是生产离心式压缩机零部件的重要材料.研究FV520B奥氏体化过程和组织演变规律是合理制定激光熔覆修复工艺的重要依据.通过热膨胀实验测得了在不同加热速度条件下FV520B钢奥氏体化的膨胀量变化曲线,研究了不同加热速度对相变特征温度和连续奥氏体化动力学的影响.建立FV520B钢奥氏体化的相变动力学模型,并对其准确性与使用范围进行验证和分析.采用作者建立的连续奥氏体化动力学模型,计算了圆盘工件加热、保温与淬火过程的温度与组织转变.

摘要： 为了利用数值模拟技术计算感应加热过程丝杠沟道区域的奥氏体化情况,利用Gleeble 1500D热模拟试验机,测试了55CrMo钢试样在升温速率为0.05-50K/s时的膨胀曲线,得到了55CrMo钢的奥氏体化温度与加热速率的关系.基于非等温相变的Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程,对55CrMo钢的奥氏体化过程进行了线性回归分析,并得到了相应的相变动力学模型.利用数值模拟技术,计算了感应淬火过程中丝杠沟道区域的奥氏体化程度,并将数值模拟的结果与实验结果进行对比.结果表明:计算结果与实验结果吻合得较好,通过回归分析得到的JMA方程能较好地描述55CrMo钢的奥氏体化过程.

摘要： 超细贝氏体钢是一种具有纳米结构的无碳化物贝氏体钢,具有超高的强韧性及良好的耐磨性能,优异的综合力学性能使其在耐磨领域引起广泛的关注.本文设计一种0.7C的低合金超细贝氏体钢,并通过膨胀仪、二体磨损实验、光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、激光扫描共聚焦显微镜及能谱仪,研究了不同等温淬火温度对超细贝氏体钢的贝氏体相变动力学、微观组织以及干滑动摩擦耐磨性的影响,揭示超细贝氏体钢在二体磨损条件下的耐磨性能和磨损机理.研究结果表明,不同等温温度下的超细贝氏体钢都由片层状贝氏体铁素体和薄膜状以及块状的残留奥氏体组成;随着等温温度的升高,超细贝氏体的相变速率提高,相变孕育期及相变完成时间缩短,但贝氏体铁素体板条厚度增加,残留奥氏体含量增加,硬更度值有所降低;超细贝氏体钢磨损面形貌以平直的犁沟为主,主要的磨损机理为显微切削,耐磨性能随着等温温度的降低而提高.

摘要： Fe-X(X=Mn,Ni,Co…)二元合金中奥氏体-铁素体及铁素体-奥氏体相变一直以来受到人们的广泛关注.以Fe-Mn和Fe-Ni合金为研究对象,运用膨胀仪测量其在升温和降温过程中铁素体-奥氏体和奥氏体-铁素体相变动力学,并运用界面处自由能守恒(GEB)模型对相变动力学进行模拟.结合实验和理论计算,阐明了二元合金中α→γ和γ→α相变的物理机制,并在此基础上导出了α/γ界面的界面迁移率。

摘要： 本文设计了一种只含有C,Si,Mn和Al等基本元素的新型低温贝氏体成分，通过控制淬火至不同的低于Ms点的温度，定量分析了不同体积分数的预相变马氏体对低温贝氏体相变孕育期、相变动力学及显微组织等的影响。研究结果表明,马氏体预相变工艺加速随后的低温贝氏体转变,且随着预相交马氏体量的增加,贝氏体相交孕育期显著缩短,这是由于预相变马氏体引起奥氏体中位错密度的增加,贝氏体可形核位置增加,贝氏体相变完成时间缩短.但由于临近马氏体板条界的贝氏体数量增加,贝氏体生长时板条间相互碰撞的机率增大,贝氏体的最终转变量有所降低.

摘要： 针对汽车后桥锥齿轮,建立后桥锥齿轮常用材料22CrMoH的相变动力学、力学模型,测试淬火油换热系数等一些边界条件,利用热处理工艺模拟软件对后桥锥齿轮进行热处理工艺模拟仿真,得到渗碳淬火后锥齿轮的表面碳浓度、金相组织、硬度及有效硬化层深度,与现生产齿轮检验结果基本吻合,验证了热处理工艺模拟在工程上已经具备应用的价值.

摘要： 辉石是上地幔中最重要的矿物之一,已有研究表明,辉石在高压下会发生多种结构相变,而其中某些相变可能与上地幔的不连续面有关.本文通过第一性原理计算，研究了镁端元辉石的四种结构相（斜方辉石、低压单斜辉石、高压单斜辉石和高压斜方辉石）在高压下的结构以及相变关系。根据计算得到的能量信息，对这几种结构相的焓值进行了比较，结果发现，在0K下所研究的压力范围内，低压单斜相P21/c焓值始终比低压斜方相Pbca低，说明了低温下P21/c相较Pbca相稳定，结果与前人所提出的相变图吻合。而随着压力增大，C2/c与P21ca具有较前两者更低的焓值，即在压力大于1.0GPa（2.0GPa）和6.0GPa（8.2GPa）时，C2/c与P21ca的热力学结构比Pbca（P21/c）更稳定。焓值差计算结果与Li等（2014）以及Jahn（2008）的计算结果一致（在具体的压力值上存在差异，这与第一性原理中使用不同的赝势以及相关能方法有关），同时说明辉石可能存在的相变。此外，第一性原理计算所获得的这四种结构相单胞体积关系为VPbca≈2VP21/c＞VP21ca＞VC2/c。一般0K下的计算结果不能直接与常温下的实验结果进行对比，但是我们发现，如果对计算结果进行-2.6GPa的热效应修正，那么得到的Pbca和C2/c在不同压力下的体积与Kung 等（2004）在室温下的实验结果完全吻合。对0K下的Pbca相和C2/c相的体积-压力数据进行三阶Birch-Murnaghan状态方程拟合，获得的体积模量K0分别为130.8GPa和136.5GPa，与实验在2.6GPa下的结果一致。可见，对0K下的压力做一个合理的热效应修正，就可以实现第一性原理计算结果与常温下的实验结果的直接对比。

摘要： 辉石是上地幔中最重要的矿物之一,已有研究表明,辉石在高压下会发生多种结构相变,而其中某些相变可能与上地幔的不连续面有关.本文通过第一性原理计算，研究了镁端元辉石的四种结构相（斜方辉石、低压单斜辉石、高压单斜辉石和高压斜方辉石）在高压下的结构以及相变关系。根据计算得到的能量信息，对这几种结构相的焓值进行了比较，结果发现，在0K下所研究的压力范围内，低压单斜相P21/c焓值始终比低压斜方相Pbca低，说明了低温下P21/c相较Pbca相稳定，结果与前人所提出的相变图吻合。而随着压力增大，C2/c与P21ca具有较前两者更低的焓值，即在压力大于1.0GPa（2.0GPa）和6.0GPa（8.2GPa）时，C2/c与P21ca的热力学结构比Pbca（P21/c）更稳定。焓值差计算结果与Li等（2014）以及Jahn（2008）的计算结果一致（在具体的压力值上存在差异，这与第一性原理中使用不同的赝势以及相关能方法有关），同时说明辉石可能存在的相变。此外，第一性原理计算所获得的这四种结构相单胞体积关系为VPbca≈2VP21/c＞VP21ca＞VC2/c。一般0K下的计算结果不能直接与常温下的实验结果进行对比，但是我们发现，如果对计算结果进行-2.6GPa的热效应修正，那么得到的Pbca和C2/c在不同压力下的体积与Kung 等（2004）在室温下的实验结果完全吻合。对0K下的Pbca相和C2/c相的体积-压力数据进行三阶Birch-Murnaghan状态方程拟合，获得的体积模量K0分别为130.8GPa和136.5GPa，与实验在2.6GPa下的结果一致。可见，对0K下的压力做一个合理的热效应修正，就可以实现第一性原理计算结果与常温下的实验结果的直接对比。

摘要： 本发明涉及珍珠粉的质量检测方法及其应用，所述质量检测方法包括下述方法的任一种或其组合，1）采用XRD衍射法分析待测样品，珍珠粉中的方解石相含量≤4.0wt.％，文石相含量≥96.0wt.％；和/或，2）采用DSC/TGA分析待测样品，珍珠粉中的有机质的含量为3.5-5.0wt.%；和/或，3）将待测样品加热至200°C-450°C的任一温度后,保温5-10分钟，待其降至室温后，取出待测样品，采用XRD衍射分析法检测其中的方解石相含量，珍珠粉中的方解石含量≤15.0wt.％。本发明的检测方法具有专一性强、稳定性和重现性好、快速灵敏、简便、准确、有效、无干扰等优点。

摘要： 本发明涉及珍珠粉的质量检测方法及其应用，所述质量检测方法包括下述方法的任一种或其组合，1）采用XRD衍射法分析待测样品，珍珠粉中的方解石相含量≤4.0wt.％，文石相含量≥96.0wt.％；和/或，2）采用DSC/TGA分析待测样品，珍珠粉中的有机质的含量为3.5-5.0wt.%；和/或，3）将待测样品加热至200°C-450°C的任一温度后,保温5-10分钟，待其降至室温后，取出待测样品，采用XRD衍射分析法检测其中的方解石相含量，珍珠粉中的方解石含量≤15.0wt.％。本发明的检测方法具有专一性强、稳定性和重现性好、快速灵敏、简便、准确、有效、无干扰等优点。

摘要： 一种用于改善具有焊缝的海洋船舶的流体动力学轮廓和污染特性的方法，该焊缝形成在船舶水线以下的表面上突起的焊帽。该方法包括通过将整流件应用到水下表面来修正焊缝，例如通过使用填充物。一种具有整流件的船舶以及一种用于船舶并且包括整流件的覆层系统。

摘要： 按本发明的行驶动力学调节系统具有电子的行驶动力学控制单元，该行驶动力学控制单元与至少一个驱动控制单元连接并且构成为，使得该行驶动力学控制单元首先确定额定打滑值或者额定打滑范围和作为参考速度的实际车速。在此，在相应的实际行驶情况中，优选通过用于惯性滑行的最小允许的额定打滑值和用于牵引运行的最大允许的额定打滑值来设定额定打滑范围。按第一替选方案，根据额定打滑值或额定打滑范围将额定转速或额定转速范围输出给所述至少一个驱动控制单元。按第一替选方案的转速范围由在这种行驶情况中的最大允许的驱动打滑值和减速打滑值来计算。按第二替选方案，额定打滑值与参考车速一起直接输送给所述至少一个驱动控制单元，该驱动控制单元由此本身确定在马达层面上的额定转速。在第二替选方案中，类似于第一替选方案，取代额定打滑值，也可输出额定打滑范围，该额定打滑范围由驱动控制单元又换算成额定转速范围。

摘要： 一种测定应变诱导马氏体相变动力学曲线的方法，包括如下步骤：S1、将含亚稳奥氏体相的金属材料制成标准拉伸试样，进行拉伸试验得到应力‑应变曲线；S2、将含亚稳奥氏体相的金属材料制成具有N个变形段的“阶梯形”拉伸试样，在和步骤S1相同的环境和应变速率下进行拉伸试验至试样断裂；S3、测定步骤S2中N个变形段特征部位的应变诱导马氏体含量f

摘要： 一种亚稳相稀土镍基氧化物氢致电子相变动力学调控方法，属于材料科学与电子信息领域。将特定金属电极以可控形状与稀土镍基氧化物材料相接触，并放置在酸性化学环境中，基于金属和稀土镍基氧化物材料功函数间的差异，驱使化学环境中的氢离子发生转移，从而实现稀土镍基氧化物材料的电子构型以可控的速率由以三价镍为主导的巡游态电子结构向以二价镍为主导的局域态电子结构转变，并触发材料电阻率按可控速率而增加；当特定金属电极以可控形状与稀土镍基氧化物材料相接触，并放置在碱性化学环境中时，将触发材料电阻率的急剧减小。本发明安全性高、成本低、节省能源；能精准调控氢致相变程度和速率实现其对不同酸碱浓度的化学环境的探测。

摘要： 本发明公开了一种测定齿轮钢渗层马氏体相变动力学参数的方法，涉及钢铁行业热处理，解决钢渗碳淬火工件预测准确性和精度欠缺的问题，包括熔炼试样，采用热模拟实验机测定试样在不同冷速下膨胀量‑温度曲线，并进行组织含量检测，确定马氏体转变临界冷速，绘制连续冷却过程的CCT曲线；计算获得5组不同含碳量试样的奥氏体热膨胀系数、马氏体热膨胀系数、相变膨胀系数、Ms点和动力学方程系数α；基于实验结果对Ms点随含碳量和冷却的变化进行拟合，获得马氏体转变温度随含碳量和冷却的变化关系；将获得的相变动力学参数进行齿轮零件的渗碳淬火模拟；本发明提升了钢渗碳淬火模拟计算的准确性和精度，从而指导齿轮零件热处理变形控制。

摘要： 一种测定应变诱导马氏体相变动力学曲线的方法，包括如下步骤：S1、将含亚稳奥氏体相的金属材料制成标准拉伸试样，进行拉伸试验得到应力‑应变曲线；S2、将含亚稳奥氏体相的金属材料制成具有N个变形段的“阶梯形”拉伸试样，在和步骤S1相同的环境和应变速率下进行拉伸试验至试样断裂；S3、测定步骤S2中N个变形段特征部位的应变诱导马氏体含量f

摘要： 一种CuAlMn记忆合金热弹性马氏体相变动力学计算方法，属于形状记忆合金领域，其特征在于：在马氏体分数不变的情况下，形状记忆合金变形过程中，热弹性马氏体的不断变化是实现记忆性能的关键，所以在约束态逆相变过程中，考虑记忆合金在某一状态(

摘要： 一种CuAlMn记忆合金热弹性马氏体相变动力学模型，属于形状记忆合金领域，其特征在于：建立一种CuAlMn记忆合金热弹性马氏体相变动力学模型，以满足工程等领域的需求；形状记忆合金变形过程中，热弹性马氏体的不断变化是实现记忆性能的关键，所以在约束态逆相变过程中，考虑记忆合金在某一状态(T σ