二相粒子析出對晶界移動影響的物理模型研究.pdf

1、從形成相應(yīng)的理論算起，關(guān)于二相粒子與晶界之間相互作用的研究至今已有60年的歷史。發(fā)展起來的各種釘扎力模型被普遍用來解釋陶瓷材料和冶金工藝過程中的回復(fù)、再結(jié)晶以及晶粒長大現(xiàn)象。二相粒子通過在二相析出物或氣孔處對晶界的釘扎作用，阻止晶粒長大。利用二相粒子對晶界的釘扎力來獲得多晶材料較小的晶粒尺寸已經(jīng)成為固有的方法。 本文主要研究了碳鋼和微合金鋼在加熱過程中組織演變規(guī)律的部分輔助模型，從能量的角度首次系統(tǒng)地推導(dǎo)出了晶界與二相粒子相互作

2、用過程中變形晶界的數(shù)學(xué)表達式，并以此建立了新的二相粒子釘扎晶界的物理模型。 基于系統(tǒng)能量最小原理，本文選擇靜態(tài)條件下旋轉(zhuǎn)體表面積最小的懸索方程作為研究變形晶界的初始形態(tài)。從動態(tài)條件下系統(tǒng)也應(yīng)該按照能最最小的方向遷移的角度出發(fā)，首次推導(dǎo)出了適用于晶界與二相粒子動態(tài)作用條件下的晶界方程。 從功能轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，本文分析了釘扎力與系統(tǒng)界面能之間的變化關(guān)系。二相粒子釘扎晶界將會導(dǎo)致晶界彎曲，進而使得界面系統(tǒng)能量的增加。基于本文推

3、導(dǎo)的晶界方程，本文求出了二相粒子與晶界之間作用距離的數(shù)學(xué)表達式。假定二相粒子為球形并根據(jù)牛頓經(jīng)典力學(xué)理論，本文成功開發(fā)了新的二相粒子釘扎晶界的物理模型。本文建立的物理模型成功地避免了已有模型普遍存在的晶界與二相粒子處處作用平衡的假設(shè)。同時，本文模型還避開了從幾何角度推導(dǎo)模型必需的二相粒子與晶界之間共格或非共格的假設(shè)。從模型的推導(dǎo)過程和物理基礎(chǔ)來看，本文建立的模型更為符合二相粒子與晶界之間的實際作用過程。更為重要的是，現(xiàn)場實驗數(shù)據(jù)與本文釘