热老化后相分离的相场法模拟

相场模拟目前已成为一种强有力的材料计算模拟工具,它可以模拟组织随时间的变化.本文用相场法模拟了Fe-Cr二元体系中相分离的组织演变过程.模拟结果表明,组织演变过程可以分为两个阶段.在开始阶段,形成富Cr和富Fe的相互连接结构,这种结构随模拟时间增长而粗化.第二阶段,富Cr和富Fe区完全分离,富Cr区长大.模拟结果与不锈钢热老化后的透射电镜有非常好的一致性.     

核电主管道铸造不锈钢的热老化脆化

为了研究中国核电主管道铸造不锈钢Z3CN20-09M的热老化,在300、350和400℃下,对Z3CN20-09M进行了长达30000h的加速热老化实验.对不同热老化时间下的样品进行了冲击性能和铁素体纳米硬度测定.以夏比冲击功作为热老化脆化参量,利用拟合的方法得出该材料的热老化激活能为51.962kJ·mol-1.通过热老化因子P得出了用夏比冲击功表示的热老化脆化动力学公式.利用热老化激活能和热老化动力学公式预测了Z3CN20-09M在实际运行温度下服役40a内的夏比冲击功和铁素体显微硬度变化.预测结果表明在运行5a内是该材料韧性迅速下降的时期,随后的运行过程中下降过程趋缓.      

核电主管道热老化后失效评定曲线研究

本文对400℃热老化后Z3CN20-09M材料的高温拉伸性能和失效评定曲线进行了研究.对热老化不同时间的试样进行了330℃拉伸试验,用扫描电镜(SEM)对高温拉伸断口进行观察.采用联合型指数函数ExpAssoc对真应力应变数据进行了拟合,并将拟合结果用于计算失效评定曲线.结果表明,通过R6选择2方法得到的失效评定曲线随热老化时间而右移,说明未老化材料的失效评定曲线具有包络性和保守性.用未老化材料的失效评定曲线进行安全评定会得到较安全的结果.     

热老化对Z3CN20-09M不锈钢微区力学性能和冲击断裂行为的影响

通过纳米力学探针对铁素体相在热老化过程中的力学性能变化进行了研究.采用仪器化冲击试验机研究了材料的冲击行为,使用SEM观察冲击断口形貌.结果表明:长期热老化导致铁素体相的塑性变形能力不断下降,材料的冲击韧性也显著下降.热老化过程中冲击功的损失主要是由于裂纹扩展能量的降低引起,在400℃热老化1×10~4h后裂纹稳定扩展能几乎降为0.热老化材料的冲击断裂过程为:在冲击载荷下裂纹首先在铁素体内萌生并快速扩展,铁素体相发生解理断裂,裂纹扩展到奥氏体相,最后裂纹连接贯穿整个试样.     

枝晶生长的相场法模拟

采用相场法模拟了等温过程中枝晶长大过程。结果表明:晶粒经历了由球形经星形向复杂枝晶转变的过程;过冷度的增加使晶粒的生长速度增加。利用本模型成功模拟出各种不同择优取向的枝晶生长形貌。