Моделювання фазових перетворень в конструкційних сталях

Анотація

На основі аналізу діаграм стану для основних легуючих елементів встановлено аналітичну залежність впливу легуючих елементів на температуру рівноваги нітридів ванадію в аустеніті, яка з похибкою 0,9% описує реальний процес. В результаті аналізу процесу виділення вторинних фаз з пересичені розчину теоретично обґрунтовано і експериментально підтверджено, що кінетика процесу контролюється термодинамічної активністю, дифузійної рухливістю і розчинністю в твердому розчині компонентів, що утворюють вторинну фазу, а також ступенем відхилення системи від стану рівноваги, де за стан рівноваги приймається температура утворення і розчинення вторинної фази. Встановлена кількісна закономірність показує, що кінетика виділення нітридів ванадію в аустеніті з ймовірністю 99,9% і похибкою 7,1% достовірно описується термодинамічної активністю азоту і ванадію, ступенем відхилення системи від стану рівноваги і часом процесу. При цьому коефіцієнт кореляції між експериментальними і теоретичними даними становить 0,915. Аналізом отриманих аналітичних рівнянь показано, що вплив хімічного складу на вміст карбідної і нітрідванадіевої фаз в твердому розчині істотно. За ступенем зростаючого впливу елементи розташовуються в наступній послідовності: вміст нітридів ванадію в аустените збільшує Si і зменшують Mn, С, Cr. В результаті дослідження процесу перетворення аустеніту в ферит і перліт, мартенсит, бейнит встановлено, що нерівноважні критичні точки фазових перетворень контролюються температурою рівновагі аустеніту і фериту, вмістом в них вторинних фаз, дифузійної рухливістю вуглецю в аустеніті, ступенем легування і розміром зерна аустеніту і в разі дифузійних перетворень швидкістю нагріву і охолодження. Визначено кількісні закономірності такого впливу, які з ймовірністю 95% і похибкою від 2,3% до 7,1% описують реальний процес.