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2.1.1 相场模型基本方程 11
2.1.2 扩散方程 12
2.2 Fe-Cr合金相场模型 15
2.2.1 模型的建立 15
2.2.2 数值方法 17
2.2.3 计算流程 18
3 Fe-Cr合金失稳分解过程 18
3.1 浓度对Fe-Cr合金失稳分解的影响 19
3.2 温度对Fe-Cr合金失稳分解的影响 21
3.3 本章小结 24
4 Fe-Cr合金α′相的动力学演化 25
4.1 α′相平均半径随浓度的变化 25
4.2 α′相平均半径随温度的变化 26
4.3 α´相颗粒数密度随时间的变化规律 26
4.4 本章小结 28
结 论 27
致 谢 28
参考文献 29
1 引言
1.1 研究背景
铁铬合金系是非常重要的工程材料不锈钢家族的基础。近年来，高Cr含量的铁素体和马氏体钢合金以其高的抗辐照性能和高温强度得到人们重视，成为用于高温、强辐射等环境的重要结构材料之一。
合金在工作的时候要承受高温、应力、腐蚀等作用，其工作状态大部分是疲劳蠕变交互作用，在长期工作的时候，材料组织的稳定性是相当重要的，现代合金要求具有在长期使用的情况下保持组织稳定性的能力。此项工作也就成为了材料工作者的重要研究内容，目前已经取得了比较显著的成果。合金组织的长期稳定性是关系到合金的使用寿命以及使用安全的关键问题，越来越受到重视。
在520℃以下时效，Fe-Cr合金系统会发生失稳分解产生α相，α相是一种富铬的脆性相，它的析出会导致不锈钢塑、韧性降低，耐蚀性恶化（由于α相出现脆性的温度为475℃，故称475℃脆性）。研究发现，α相沉淀对高Cr量的超级铁素体不锈钢将更为有害。由于Cr的加入能提高机械性能，抗腐蚀性能和抗辐照性能，因此研究Fe-Cr合金中的α-α的相分解过程，对选择正确的钢材和成分设计非常重要。
然而由于微结构组分在时间和空间上分布的范围非常大，加上晶格缺陷之间各种相互作用的复杂性，如果要从物理上量化地预言微结构的演化与微结构性质之间的关系，也就更加显示出采用模型和模拟方法的必要性，尤其是对不能给出严格的解析解或者是不易在实验上进行研究的问题，应用模型和模拟就更加重要。就实际工程方面的有关问题来说，用数值近似方法进行预测计算，可以有效减少在优化材料和设计新工艺方面所要进行的大量实验，由于材料模拟及材料制备工艺的进步，极大地促进了新产品的发展。因此，可以用计算机模拟Fe-Cr合金的分解过程，为材料微观结构的预测和设计提供理论依据。
1.1.1 Fe-Cr合金的基本性能
铁铬合金系是非常重要的工程材料不锈钢家族的基础。近年来，高Cr含量的铁素体和马氏体钢合金以其高的抗辐照性能和高温强度得到人们重视，成为用于高温、强辐射等环境的重要候选结构材料之一。
合金在工作的时候要承受高温、应力、腐蚀等作用，其工作状态大部分是疲劳蠕变交互作用，在长期工作的时候，材料组织的稳定性是相当重要的，现代合金要求具有在长期使用的情况下保持组织稳定性的能力。此项工作也就成为了材料工作者的重要研究内容，目前已经取得了比较显著的成果。合金组织的长期稳定性是关系到合金的使用寿命以及使用安全的关键问题，越来越受到重视。