1、 界析 出馬 氏體 板條取 向和 板條 間距 金 屬 學 報 卷 大致 相 同、平行 排列 ，板條 束之 間 以大 角度 晶界 相 間，板 圖 為試 樣 的 低倍 （ ）顯微組 織 ，其 中 白色 箭 頭所指 為奧 氏體 晶 界， 黑色箭 頭所 指為 馬 氏體 板條束 邊 界，可 以看 出相對于清 晰 的奧 氏體晶 界，馬 氏體 板條束 邊 界相 對 比較模 糊， 這是 由于 馬 氏體 轉變 從奧 氏體 晶界處開 始 ，止于馬 氏體束 相互接 觸 處 圖 為試 樣 的 高倍 顯微組 織 ，其 中邊 界清 晰的 晶 界為奧 氏體晶界 ， 而不 同取 向的馬 氏體 板條 束在 奧 氏體 晶 界兩側

2、分 布 為方 便和模 擬結 果對 比， 用如 圖 的放大 采 倍數 ， 用掃 描 電鏡 配套 軟件進 行定 量金相分 析 ，采用弦 利 長法 測量 了試 樣 的奧 氏體 晶粒直 徑和 馬 氏體 板條 間距 ， 測 得 的數據 列于表 中 對 材 質 鑄件微 觀 組 織的 實驗 結果 進 行分析 ，并總結 其組織 特點 從 圖 至圖 中可 以看 出 條 束 內板 條 間不嚴格 平行 ， 是 以小角 度 晶界 相 間 中 而 從 可 見奧 氏體晶粒 度大 小對板條 寬度 幾乎 沒有影 響 ， 本恒 基 定在 左 右 個奧 氏體 晶粒 內的板 條束個 數基本 一 本不 變 不變 ， 即板條 束大 小

3、隨奧 氏體 晶粒 度增 加而 增加且 比值 基 根據實驗結果分析及文獻 【 得 出 】 材質 鑄態 微觀組 織 的物理 模型 ，可 用 圖 意說 明 ，其 示 中黑色粗 線表示 奧 氏體 晶界， ， ， 為 一個 奧 氏體 ， 晶粒 內的馬 氏體 板條 束， 在其 內部 有很 多尺寸 大致相 同 、 基本平 行排 列的 馬 氏體 板條 ，間距 左右 在每 個 不是 很清 晰 馬 氏體 板條 束之 間 自然形 成邊界 ， 但相 對奧 氏體 晶界顯得 原奧 氏體 晶界 內形 成板 條狀 馬 氏體 ，其 內部 的板條尺 寸 圖 實驗 結 果 觀 測到 的 馬氏 體 板 條束 （ 圖 板 條狀 馬 氏

4、體 一 ； ） （ ） 表 長方體及階梯試件的實驗結果與模擬結果比較 （） （ ） （ ） ） （ 圖 奧 氏體 晶界 處 板 條狀 馬 氏體 形 態 期 孫 立斌 等 ： 不銹 鋼 鑄件凝 固相變 過程 的數 值模擬 結果對比和分析 對 比圖 和 圖 可 以看 出，模擬 結果 反映 出實際 材料微 觀組織 的特 點， 氏體 在 奧氏體 晶界處 瞬時形 核 ， 馬 并且 向奧 氏體 晶粒 內部單側 長大 ， 因此 原奧 氏體 晶界可 以 氏體 板條束 間邊界 ，依此可 以測 定一個 奧 氏體晶 粒 內馬氏 保 留 模擬結 果和試 驗結果 都可 以 區分 原奧 氏體 晶界和 馬 體 板條束 個數

5、 長方體 試樣和 階梯 試樣 上 個試樣 的奧 氏體 晶粒 直徑 、 奧氏體 晶粒 內馬 氏體 板條束 個 數的 實驗結 果與 模擬結 果亦 列入表 中 把表 中數據 繪制 成 圖 和 圖 在 圖 中， 長 方體 試 件 上不 同編號 的試 樣 的 奧 氏體 晶粒 直 徑 隨著 試 樣與 鑄件表 面距離 的增 加而增 大， 顯示 出不 同傳 熱條件 和 溫 度場變 化對 最終微觀 組織 的影 響 為隨著試 樣與 鑄件 因 表面距 離 的增 加 ， 點的冷 卻速度 降低 ， 固過 程通過 固 該 凝 液兩 相 區的時 間增加 ，晶粒 有更 長 的時間進 行生 長，所 以 圖 不銹 鋼 板 條 狀

6、 馬 氏體 物 理 模 型 晶粒尺 寸變大 圖 中， 在 奧氏體 晶粒 內馬氏體板 條束 個數 并不 隨試樣 與鑄件表 面距 離的改 變而 變化 ， 本保持 基 于階 梯試件 有類似 的結果 琶 苗 一 秀 芑 、 、 芒 在 左右 ，實驗 結果 和模擬 結果 相 吻合 在 圖 中對 而 口 芒 口 們 巴 圖 長 方 體 試 件 實驗 結 果 和 模擬 結 果 對 比 （） （） 圖 階梯試件實驗結果和模擬結果對 比 （） （） 金 結 論 屬 學 報 ； ： 卷 （） 研究了 不銹鋼的最終組織和凝 固相變 過程， 立了凝 固相變 全過 程的物 理及數 學模 型， 建 （ 金俊澤。 王宗廷。

7、 鄭賢淑， 姚 山 金屬學報， ； ： ） 【 ， ， ， ： ： 可以模擬計算該材質鑄造凝 固過程 中二維和三維的相變 過程 和鑄 態微觀 組織 （ 柳百成。 荊 濤。 黃天佑鑄造工程的模擬仿真與質量控制 （）實驗研究 不銹鋼材質的微觀 組 織，觀察 并分析 其微 觀組織 特點 ，測量 了馬 氏體 板條 間 距 ，馬 氏體板條 間距 不隨 奧 氏體 晶粒 大 小變化 北京：機械工業 出版社。 ： ） ； ， ： 【 ， ， ， 】 （ 趙海東。柳百成。劉蔚羽。王東濤機械工程學報。 ； ： ） （） 對 比實驗結 果和 模擬結果 的奧 氏體晶粒尺寸 及馬 氏體板 條束在原 奧氏體晶粒 內數 目

8、數學模 型能 夠反 映出材料相變過程 的基本特點 模擬 結果與 實驗 結 果 吻合 較好 ，所 建 立 的數 學物 理 模 型可 較 準確 地 模擬 不銹 鋼凝 固過 程發 生的相 變，并能預 測 【 ， ； ： 】 （ 荊 濤。王旭東大型鑄鍛件 ； ： ） 【 】 ， ， ： 【 ， ， ， ， 】 ， ， ； ， ： 奧氏體晶粒尺寸、 奧氏體晶粒 內馬氏體板條束個數和取 向 分布 感謝 中國二重集團鑄造分廠寧德林和范柳光工程師提供的實驗 條件及實驗用試件感謝洛 陽一拖工藝材料所李鋒軍提供的掃描 電鏡 實驗條件 【 ， ： 】 ， ： （ 侯綜壽。陶嵐琴實用三元合金相圖上海上海科學技術出 版社。 ： ） 【 ， 】 ， ： ： ， （ 雷廷權， 趙連城 鋼的組織轉變 北京 機械工業出版社。 ： ） 參考文 獻 【 】 ： ，