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马氏体相变是广泛存在于各类材料中的一种相变,钢的强化、材料韧性、形状记忆效应等是其应用的几个重要方面。随着人们对材料性能的更高追求,对马氏体相变的研究也更加深入,数值模拟是其研究的重要方法之一。
变温马氏体相变是经淬火处理实现的。其过程是材料温度场、应力场、组织场高度耦合的动态过程。本文视材料力学性质为实际的细观各向异性(每个晶粒随机取向),提出应力对相变影响的0-1相变模型,在考虑相变潜热等情况下,建立了温度场、应力场和组织场的耦合关系,并以45#细长钢棒的淬火处理为例,开展了变温马氏体相变的细观数值模拟研究工作。
计算结果表明:1. 考虑相变潜热比不考虑相变潜热,模型整体温度偏高,且随着时间的增加,二者相差越大;2. 晶粒的随机分布对热应力影响较大,为此在相变过程中考虑细观各向异性是有意义的;3.考虑细观各向异性模拟出的变温马氏体相变随着时间的增加,大致由外层向里层逐层推进,但温度场相同的晶粒相变进程不一定相同,且残余奥氏体随机分布。