朱昶胜,李玉杰,马芳兰,冯 力,雷 鹏

(1. 兰州理工大学 计算机与通信学院,甘肃 兰州 730050; 2. 兰州理工大学 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃 兰州 730050; 3. 兰州理工大学 网络与信息中心,甘肃 兰州 730050)

目前,以Fe-C合金为基础的钢铁材料被广泛应用于工业领域,在整个国民经济中起着举足轻重的作用.为获得所需性能,热处理在加工过程中发挥着重要作用,与其他加工工艺相比,热处理不是改变整体化学成分和工件形状,而是改变钢铁的内部结构,充分挖掘材料性能潜力,降低结构重组,节省材料,而且能提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命[1-3].采用微观组织数值模拟技术是预测和研究热处理机制和机理的有效手段,已成为研究的热点.

基于金兹堡-郎道(Ginzburg-Landau)理论基础的相场方法(phase-field method,PFM)是解决微观组织演变动力学问题最具优势的研究方法,已经在金属研究领域得到了广泛的应用[4-5].由液相到固相的共晶生长在相场方面取得了许多重要的研究成果[6-8],共析生长是从共晶生长的理论和方程中派生出来的固相到固相的转变,共晶生长的研究为共析生长的研究奠定了基础.

目前,国内外利用相场法对Fe-C合金共析转变的模拟研究已经取得了一定进展,Mushongera等[9]建立相场模型来模拟Fe-C-Mn珠光体的形态转变,探讨了珠光体发散生长机理.Nakajima[10]采用多相场法模拟了共析钢珠光体的协同生长,计算了不同过冷条件下的层间距和生长速度……