[发明专利]一种低合金高强钢连续冷却组织相体积分数计算方法

权利要求书

1.一种低合金高强钢连续冷却组织相体积分数计算方，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，通过试验获取低合金高强钢金相组织在相变冷却过程中的热膨胀量以及对应的温度、时间；

步骤S2，利用杠杆法，及获取的热膨胀量、温度和时间，绘制相变体积分数对应温度变化的相变动力学曲线，并根据相变动力学曲线绘制相变微分曲线；

步骤S3，分析相变微分曲线的波叠加，随着温度降低，出现的第一个波对应第一相相变，第二个波对应第二相相变，两个波叠加的部分为两相相变重叠的部分；

步骤S4，根据试样的金相图及微分曲线波叠加分析结果，确定两相转变类型；

步骤S5，根据相转变类型选取两相的相变动力学方程，从而建立两相过程相变动力学方程及其微分方程，将两相过程相变动力学方程与相变动力学曲线进行拟合，将两相过程相变动力学方程的微分方程与相变微分曲线进行拟合；选定使两种拟合达到最佳时的相变动力学方程及微分方程的参数，确定相转变类型相应的相体积分数。

2.根据权利要求1所述的相体积分数计算方法，其特征在于，

步骤S4中相转变类型包括以下类型中的两种：铁素体、珠光体、针状铁素体、粒贝氏体、上贝氏体、下贝氏体和板条马氏体；

步骤S5中建立两相过程相变动力学方程及其微分方程包括：

两相过程相变动力学方程为：

X(T_i)＝f₁X₁(T_i)+f₂X₂(T_i)， (5)

其微分方程为：

其中，f₁和f₂对应转变两相的体积分数，且f₁+f₂＝1；X₁(T)和X₂(T)分别对应转变两相各自的相变动力学方程。

3.根据权利要求2所述的相体积分数计算方法，其特征在于，所述X₁(T)和X₂(T)分别对应转变两相各自的相变动力学方程中的相变动力学方程包括：

铁素体或珠光体转变对应相变动力学方程为：

粒状贝氏体转变对应相变动力学方程为：

针状铁素体、上贝氏体和下贝氏体转变对应相变动力学方程为：

板条马氏体转变对应相变动力学方程为：

其中，t为时间，Q_G＝160kJ/mol，Q_N＝53.3kJ/mol，

T的单位为K；

K、K′、K″和/或K″′以及f₁和f₂为需要拟合出的参数，最后得到的f₁和f₂即分别为转变两相的体积分数。

4.根据权利要求1-3任一项所述的相体积分数计算方法，其特征在于，步骤S1进行数据采集的温度间隔为100℃～10^-2K，温度数据精度为10^-1℃～10^-3K，材料热膨胀量数据精确度为10^-510^-8m。

5.根据权利要求1-3任一项所述的相体积分数计算方法，其特征在于，步骤S2绘制相变体积分数对应温度变化的相变动力学曲线，并根据相变动力学曲线绘制相变微分曲线，包括如下步骤：

步骤S21，绘制热膨胀量对应温度变化的热膨胀量曲线；

步骤S22，根据热膨胀量曲线，将曲线分为3个部分：相变前的近似直线部分D₁(T)，相变过程中的曲线部分D₂(T)和相变后的近似直线部分D₃(T)；将相变前的热膨胀量曲线进行拟合，得到直线D₁(T)的表达式；将相变后的热膨胀量曲线进行拟合，得到直线D₃(T)的表达式；

步骤S23，根据直线D₁(T)和D₃(T)的表达式，计算转变相占总相的体积分数为其中，相变温度区间为[T_f，T_s]，T_s为总的相变的开始温度，T_f为总的相变的结束温度，T_i为通过试验获得的记录温度，D₂(T_i)为试验记录的T_i温度下的热膨胀量；通过数据f(T)绘制相变体积分数对应温度变化的曲线即为相变动力学曲线；对相变动力学曲线进行微分处理，公式如下：其中f(T_i+1)是温度为T_i+1时的相变体积分数值，T_i+1为T_i的下一个记录温度；通过微分处理的数据，得到相变动力学的微分曲线。