Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Обобщенное уравнение кинетики изотермического превращения переохлажденного аустенита в сталях

М. В. Майсурадзе, Ю. В. Юдин, А. А. Куклина

Аннотация


Для математического описания кинетики изотермического превращения переохлажденного аустенита предложено новое дифференциальное уравнение, являющееся обобщающим для частных случаев — уравнений Остина-Риккета и Колмогорова-Джонсона-Мела-Аврами. На примере вычислительных экспериментов выполнен анализ особенностей применения полученного уравнения при описании смешанной кинетики превращения. Установлено, что применение обобщенного уравнения позволяет существенно улучшить точность математического описания экспериментальной кинетики изотермического бейнитного превращения.


Ключевые слова


кинетика превращения; математическое моделирование; дифференциальное уравнение; изотермическое превращение; сталь; уравнение КДМА; уравнение Остина-Риккета

Полный текст:

PDF

Литература


Gafarov M. F., Okishev K. Yu., Makovetskiy A. N. et al. Construction of models for predicting the microstructure of steels after heat treatment using machine learning methods // Steel Transl. 2023. V. 53. P. 1120 – 1129. DOI: 10.3103/ S0967091223110104

Kurkin A. S. Mathematical research of the phase transformation kinetics of alloyed steel. Industrial laboratory // Diagnostics of materials. 2019. V. 85, Is. 12. P. 25 – 32. DOI: 10.26896/1028-6861-2019-85-12-25-32

Zhao H., Hu X., Cui J., Xing Z. Kinetic model for the phase transformation of high-strength steel under arbitrary cooling conditions // Metal. Mater. Int. 2019. V. 25. P. 381 – 395. DOI: 10.1007/s12540-018-0196-2

Babasafari Z., Pan A. V., Pahlevani F. et al. Kinetics of bainite transformation in multiphase high carbon low-silicon steel with and without pre-existing martensite // Metals. 2022. V. 12, Is. 11. Article ID 1969. DOI: 10.3390/met12111969

Hart-Rawung T., Buhl J., Horn A. et al. A unified model for isothermal and non-isothermal phase transformation in hot stamping of 22MnB5 steel // J. Mater. Process. Technol. 2023. V. 313. Article ID 117856. DOI: 10.1016/j.jmatprotec. 2023.117856

Yudin Yu. V., Kuklina A. A., Lebedev P. D., Maisuradze M. V. Simulation of isothermal austenite transformation in steel // Steel Transl. 2018. V. 48. P. 684 – 689. DOI: 10.3103/ S0967091218100133

Shchegolev A. V., Kletsova O. A., Firsova N. V. et al. Kinetics of phase transformations in roll steel 8Kh3SMF // Met. Sci. Heat Treat. 2020. V. 61. P. 527 – 533. DOI: 10.1007/ s11041-020-00457-9

Starink M. J. Kinetic equations for diffusion-controlled precipitation reactions // J. Mater. Sci. 1997. V. 32. P. 4061 – 4070. DOI: 10.1023/A:1018649823542

Westermann H., Reitz A., Mahnken R. et al. Microstructure transformations in a press hardening steel during tailored thermomechanical processing // Steel Res. Int. 2021. V. 93, Is. 1. Article ID 2100346. DOI: 10.1002/srin.202100346

Li Y., Li S. Deep learning-based phase transformation model for the prediction of microstructure and mechanical properties of hot-stamped parts // Int. J. Mech. Sci. 2022. V. 220. Article ID 107134. DOI: 10.1016/j.ijmecsci.2022.107134

Christian J. W. The Theory of Transformations in Metals and Alloys. UK: Elsevier Ltd., 2002. 1167 p. DOI: 10.1016/ B978-0-08-044019-4.X5000-4

Cahn R. W., Haasen P. Physical Metallurgy. V. 2. Amsterdam: Elsevier Science, 1996. 940 p.

Sun N. X., Liu X. D., Lu K. An explanation to the anomalous Avrami exponent // Scripta Mater. 1996. V. 34, Is. 8. P. 1201 – 1207. DOI: 10.1016/1359-6462(95)00657-5

Wu L., Liu K., Zhou Y. The kinetics of phase transition of austenite to ferrite in medium-carbon microalloyed steel // Metals. 2021. V. 11, Is. 12. Article ID 1986. DOI: 10.3390/ met11121986

Maisuradze M. V., Yudin Y. V., Kuklina A. A. A novel approach for analytical description of the isothermal bainite transformation in alloyed steels // Mater. Perform. Charact. 2019. V. 8, Is. 2. P. 80 – 95. DOI: 10.1520/MPC20170168

Maisuradze M. V., Kuklina A. A., Lebedev D. I., Nazarova V. V. Analysis of the kinetics of isothermal bainitic transformation in alloy steels // Met. Sci. Heat Treat. 2023. V. 65. P. 474 – 484. DOI: 10.1007/s11041-023-00958-3

Lee E.-S., Kim Y. G. A Transformation kinetic model and its application to Cu – Zn – Al shape memory alloys. Isothermal conditions // Acta Metallurgica et Materialia. 1990. V. 38, Is. 9. P. 1669 – 1676. DOI: 10.1016/0956-7151(90)90009-6




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2025.5.3-9

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025