[发明专利]含氮奥氏体钢微观组织预测的方法

摘要

本发明涉及含氮奥氏体钢微观组织预测方法。它由输入模块、计算模块和输出模块组成，其中计算模块包括高温δ相体积分数计算模块、氮化物Cr₂N在中温阶段等温处理时的晶界开始析出时间计算模块和低温ε和α马氏体的开始转变温度计算模块。输入模块的功能是提供用户输入合金成分和温度等参数，计算模块将利用这些输入参数并结合计算公式进行计算，在输出模块，用户得到计算结果。该方法可简化材料开发过程，降低开发成本，加快开发速度，对含氮奥氏体不锈钢的材料设计和热处理、锻造等工艺控制提供参考，并对其低温组织稳定性进行预测。还具有数据处理方便、适用合金成分范围较广、适用温度范围较宽等优点，有利于计算技术在材料设计领域的应用。

主权项

1. 一种含氮奥氏体钢微观组织预测方法，其特征在于：由输入模块、计算模块和输出模块组成，所述输入模块的功能是从用户读取合金成分和温度的参数，并提供给计算模块；所述计算模块的功能是计算含氮奥氏体不锈钢的高温δ相体积分数、氮化物Cr2N在中温阶段等温处理时的晶界开始析出时间、低温ε和α马氏体的开始转变温度；所述输出模块是对计算结果的输出；所述计算模块从输入模块得到包括高温δ相体积分数计算模块、氮化物Cr2N在中温阶段等温处理时的晶界开始析出时间计算模块和低温ε和α马氏体的开始转变温度计算模块，所述高温δ相体积分数计算模块中，采用以下计算公式1和2：Tδ(℃)＝T4-21.2[Cr]+15.8[Ni]-223 式1Vδ(％)＝0.715exp[0.015(T-Tδ)] 式2其中：Tδ为奥氏体与奥氏体+δ相的相界温度；T4为纯铁奥氏体向铁素体相转变温度；[Cr]为铬当量，[Cr]＝Cr+1.5Mo+0.7W+2.5Si+3.5A1+3(Ti+Nb+V)，其中Cr为铬质量百分含量，Mo为钼质量百分含量，W为钨质量百分含量，Si为硅质量百分含量，Aminl.gif为铝质量百分含量，Ti为钛质量百分含量，Nb为铌质量百分含量，V为钒质量百分含量；[Ni]为镍当量，[Ni]＝Ni+30(C+N)+0.3Cu+0.561Mn-0.0076Mn2，其中，Ni为镍质量百分含量，C为碳质量百分含量，N为氮质量百分含量，Cu为铜质量百分含量，Mn为锰质量百分含量；Vδ为δ相的体积分数；T为温度(℃)；所述氮化物Cr2N在中温阶段等温处理时的晶界开始析出时间计算模块采用计算公式3：minl. gifnts＝-9.9+324.8/(1348-T)+10723.7/T+89.0Mn/T+130.6Cr/T-171.5Ni/T-3241. 7(1.2N+C)/T+44.5Mo/T-3701.3V/T 式3其中：ts为Cr2N开始在晶界析出所需的等温时间，“开始析出”定义为氮化物的体积分数为0.1～0.5％；T为温度(K)；Mn为锰质量百分含量；Cr为铬质量百分含量；Ni为镍质量百分含量；N为质量百分氮含量；C为碳质量百分含量；Mo为钼质量百分含量；V为钒质量百分含量；所述低温ε和α马氏体的开始转变温度的计算模块利用公式4和5进行计算：Ms(K)＝731-227(C+N)-17.6Ni-22.5Mn-17.3Cr-16.2Mo 式4Mεs(K)＝630-261.4(C+N)-13.7Mn-13.1Cr-17.9Ni-38.5A1 式5其中：Ms为奥氏体转变成α马氏体的相变临界温度；Mεs为奥氏体转变成ε马氏体的相变临界温度；C为碳质量百分含量；N为氮质量百分含量；Ni为镍质量百分含量；Mn为锰质量百分含量；Cr为铬质量百分含量；Mo为钼质量百分含量；Aminl.gif为铝质量百分含量。