[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

说明书

本发明提供了一种低合金高强钢连续冷却组织相体积分数计算方法，属于材料相变测量领域。所述计算方法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；再利用杠杆法绘制相变体积分数对应温度变化的相变动力学曲线和微分曲线，并分析微分曲线的波叠加，叠加部分为两相变重叠部分，再根据试样的金相图确定相转变类型；最后根据相转变类型选取两相的相变动力学方程，建立两相过程相变动力学方程及其微分方程，再分别与相变动力学曲线和相变微分曲线进行拟合；选定使两种拟合达到最佳时的方程参数，确定相转变类型相应的相体积分数。本发明适用范围更广，同时提高了相体积分数计算的准确性。

技术领域

本发明属于材料相变测量领域，尤其涉及一种低合金高强钢连续冷却组织相体积分数计算方法。

背景技术

钢铁材料是作为国民经济三大支柱之一的材料中的一大类，一直在进行着持续的技术及理论创新，不断的开发出新的钢铁材料。其中，低合金高强钢作是钢铁材料开发的重要领域。在新开发出的低合金高强钢投入实际应用之前，需要系统的对其各项性能指标进行验证与研究，而热模拟是经常采用的研究方法之一。在试验过程中，采集到的热模拟热膨胀量、温度和时间数据可为后期的分析研究提供基础数据；后期的分析研究中，转变相的体积分数通常是其他显微组织分析的基础。

现有技术中，相体积分数通常可采用金相法和杠杆法来进行计算，但当转变的两相组织形貌相似且发生转变温度区间重叠时，这两种方法都无法应用。虽然后期扩展杠杆法的应用在一定程度上解决了金相法和杠杆法的不足，但这一应用是基于相变速率曲线近似对称的假设，这一假设本身与实际相变过程存在一定偏差。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供了一种低合金高强钢连续冷却组织相体积分数计算方法，尤其对于转变成两相的组织而言，通过相变动力学曲线及方程，对扩展杠杆法进行改进，确定曲线拟合的最佳参数，确定转变两相的体积比，提高相体积分数计算的准确性。

为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种低合金高强钢连续冷却组织相体积分数计算方法，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。

上述方案中，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：