Моделирование кинетики роста зерна в сложнолегированном аустените

А.А. Васильев ORCID logo , С.Ф. Соколов, Д.Ф. Соколов, Н.Г. Колбасников показать трудоустройства и электронную почту
Получена 03 сентября 2019; Принята 23 сентября 2019;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: А.А. Васильев, С.Ф. Соколов, Д.Ф. Соколов, Н.Г. Колбасников. Моделирование кинетики роста зерна в сложнолегированном аустените. Письма о материалах. 2019. Т.9. №4. С.419-423
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2019-4-419-423
A quantitative model is presented to describe the kinetics of grain growth in complexly alloyed austenite. The average relative error in calculating grain size is about 11% that is comparable to the measurement error.Представлена количественная модель для описания кинетики роста зерна в сложнолегированном аустените. В модели полагается, что энергия активации процесса пропорциональна энергии активации объемной самодиффузии, рассчитываемой в зависимости от химического состава твердого раствора с использованием ранее полученной формулы. Эмпирические параметры модели определены на основе имеющихся в литературе экспериментальных данных по кинетике изотермического роста зерна в сталях с химическим составом, изменяющимся в широких пределах: С (0.05÷0.32), Mn (0.30÷1.88), Si (0.01÷0.29), Ni (0.0÷4.0), Cr (0.0÷2.0), Mo (0.0÷0.5), Nb (0.00÷0.05). Модель позволяет получить хорошее согласие с экспериментом для рассмотренных сталей, в которых минимальное (~ 79.7 кДж/моль) и максимальное (~ 243.7 кДж/моль) значения энергии активации роста зерна отличаются в 3 раза. Среднее значение абсолютной величины относительной погрешности расчета размера зерна составляет около 11%, что сопоставимо с погрешностью его измерений. Учет влияния химического состава на энергию активации роста зерна, реализованный в разработанной модели, позволяет получить согласие с экспериментом без учета твердорастворного торможения движения границ ("solute drag" - эффекта), требующего введения большого числа дополнительных эмпирических параметров (по два экспоненциальных параметра на каждый легирующий элемент). Этот результат заслуживает дальнейшего рассмотрения с физической точки зрения и проверки как для простых углеродистых сталей, так и сталей с различными содержаниями Mn, Mo и Nb, которые, согласно литературным данным, оказывают наиболее сильный "solute drag" - эффект.