【硕士论文】强磁场下钢的扩散型相变的理论与实验研究.pdf

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1、东北大学博士学位论文AbstractTheoreticalandExper!的差z至￡；gl蠹萋妻萋誊止i爹囊辇i蕈霉一摹童荦i宝蚕萎耋耋荔薹錾耋囊蠢篓耄弼茎囊藉垲俐；垒蠢{踅薹季垂薹!薹婺蠹矍主言爸}誓案薹妻蠢攀脚i薹鎏；等}墨葚

2、薹；l}譬g}球化作用。与此同时，强磁场可明显地抑制基体相的回复进程，但对回复过程中形成的i霹坚ia邃§薤j杉二：可妻孽÷蠢gn09照1《÷二§i；委÷l篱萼_要看

3、}≠§i彗嘎iIi兰体晶内孪晶界的定向生长，显示出较强的‘无畸变’区的晶体取向无明显作用。强磁场下的扩散型相变的探索与研究将会对材料科学领域的不断发展做出有益的贡献，既具理论研究价值，又有实际

4、应用前景。关键词扩散型相变回复差取向晶界晶体学取向(织构)析出材料电磁处理(EPM)一(EPM)东北大学博士论文第一章文献综述第一章文献综述1．1概述2000多年来，人类一直尝试着揭示某些物质能够产生磁性的本质及其磁体能够在远距离产生作用力的机理，经过漫长的不断探索，建立了系统的磁性理论并对所能够观察到的现象予以解释，而且自觉地将其应用于几乎所有的科学与技术领域。磁性的研究与应用的第一个显著成果当属2200年前在中国出现的指南针，继之0ttovonGrericke于1660年发明了第一台静电发电机，标志着电气时代的到来。正是对磁性本质的探索推动了电磁装置、电磁设备的研制与开发。Hans

5、ChrisrianOersted首先以自己的实验研究展示电流可产生磁场的现象，螺线管的发明人Andr∈一MarieAmpere进一步证明磁性产生于旋转电荷，标志着电磁时代的诞生。正如Brooks所述[1】：2000多年来，磁性一直是科学和技术的重要组成部分而发挥其作用，今天它仍然是各种科学发现的关键要素并成为几乎所有技术的基石。作为新技术，磁场的应用已经涉及到生物、化学、信息、交通运输、材料与冶金等领域。磁场在材料与冶金学中的应用可以追溯到50多年前，电磁搅拌、感应加热和电磁铸造已经投入生产；脉动磁场、脉冲磁场、行波磁场、磁流铸造的研究方兴未艾，反映出该领域研究的不断扩大和深化。特别是

6、在近lO年以来，随着超导材料加工和超低温冷却技术的进步，强磁场发生技术实现了突破性的进展，恒稳强磁场的产生成为可能[2、3]。尤其是强磁场发生装置的商品化使磁场的应用更加广泛，以此极端条件作为研究手段进行科学研究的范围不断扩大，而且R趋普遍。所以，近年来有关强磁场应用的学术论文越来越多，而且呈不断上升的趋势。不同于只作用于物质宏观尺度的普通磁场，强磁场作为清洁、无接触、高密度能源可作用于物质的原子尺度，影响物质的原予尺度行为，例如：原子排列、匹配及原子迁移，从而对材料的微观组织和性能产生影响。目前，将强磁场应用于材料的固念相变过程已成为材料电磁处理研究领域中新的研究热点。随着研究的不断

7、扩展和深化，许多新的组织现象被揭示出来，更多的相变过程展现出新的行为和特点。1．2磁场下的固态相变与转变1．2．1概述东北大学博士论文第一章文献综述固态相变的典型代表之一当属奥氏体至马氏体的转变，相变产物马氏体的形态和数量与其性能密切相关。由于奥氏体和马氏体具有不同的磁性，前者为顺磁性，而后者为铁磁性，所以若在相变过程中引入磁场势必对这一过程产生作用。于是在上一世纪的50年代末和60年代初，材料研究工作者们首先将磁场应用于钢的淬火过程【4．11]。具有代表性的是前苏联的Sadovsky等研究者的研究组[4．7】。他们利用几种铁基合金对磁场下马氏体转变点、马氏体转变量、产物的形貌等进行了

8、一系列的实验研究。结果发现：磁场可明显地提高马氏体转变的开始温度、增加转变量。由于当时没有强大的超导磁体，所发生的磁场强度十分有限，使其进一步的深入研究受到限制。直到上世纪80年代，强磁场发生技术的长足进步使得强磁场下的相变研究得以向纵深发展。Fl本的Kakeshita等研究者[12—261针对成分、晶界、晶体取向、Invar特点、热弹性本质及奥氏体的磁性对磁场诱发马氏体转变过程的影响进行了较深入的实验研究和理论分析。在磁场对胁温度、转变量、转变产物形貌和TTT图等影响方面揭示出了许多新现象。由于超导磁体的工作温度极低，上述研究主要集中于一些具有极低A妇点的铁基合金材料。随着超低温冷却

9、技术及超导体研究的突破性进展，在超导环磁体内装入高温热处理炉成为可能，于是，开始了将lO特斯拉以上的强磁场应用于材料的高温相变过程的研究。自上世纪90年代起研究者们已将磁场引入多种固态相变及转变过程，例如：钢的奥氏体_铁素体转变及其逆转变；再结晶；有序转变等，发现了许多有价值的新现象及其微观组织演变规律。在实验研究的基础之上，研究者们还进行了大量的理论模拟，对磁场的影响进行了定量描述。1．2．2磁场下的马氏体转变1．2．2．1磁场对马氏体转变本