Projektinitiativ #1: Simulering av komplexa diffusionsstyrda fasomvandlingar ( 3 kommentarer)

Datorsimulering av komplexa diffusionsstyrda fasomvandlingar i multifassystem.

Jesper Oppelstrup presenterar initiativ #1 på programkonferensen Metalliska material 2017

Ett nyutvecklat simuleringsprogram för diffusionsstyrda fasomvandlingar baserat på minimering av systemets totala Gibbs energi ger möjlighet att simulera komplexa diffusionsstyrda fasomvandlingar i multifassystem som uppträder vid legeringsutveckling, tillverkning och användning av metalliska legeringar.

Programmet kan hantera system, som består av grundmassa och ett (godtyckligt) antal diskreta storleksfördelningar av utskiljningar, som växelverkar med varandra via diffusion av legeringselement till och från grundmassan. Utskiljningar, som krympt under en viss storlek, kan upplösas. Programmet erbjuder också stor frihet att modellera kärnbildning av nya utskiljningar. Exempel på legeringar, som kan simuleras, är snabbstål med sina olika karbidtyper och rostfria stål med karbider, nitrider och intermetalliska faser. Ett annat exempel är värmebehandling av låglegerade stål, där mängden bildad austenit under värmebehandlingen före snabbkylning är av primärt intresse.

Programmet gör inget antagande om sammansättningen vid fasgränsytorna, vilket gör det möjligt att simulera Ostwald ripening. Programmet kan också behandla multifassystem med en grundmassa med variabel sammansättning, t.ex. på grund av segringar eller uppkolning/nitrering.

Programmet behandlar alla utskiljningar som sfärer, vilket är en acceptabel approximation i många problemställningar. Indata till beräkningarna utgörs av legeringssammansättning, utgångsstruktur, temperatur som funktion av tid, termodynamik, mobiliteter och ytenergier.

Namn: Anders Salwén
Organisation: InnoXinetix AB

Kommentar #1

Intressant för Quintus och i synnerhet om höga tryck (upp till ca 1700 bar) inkluderas i simuleringarna.

Namn Stefan Sehlstedt
Organisation Quintus Technologies AB

Kommentar #2

Kommentar till Stefan Sehlstedt: En första viktig förutsättning är att det finns termodynamiska data för höga tryck (Gibbs energier som funktion av tryck, temperatur och sammansättning).

Namn Anders Salwén
Organisation InnoXinetix

Kommentar #3

Instämmer med Stefan Sehlstedts önskemål.
Det intressantaste vid härdningsprocesser i snabbkyld HIP är att trycket förändrar kinetiken hos fasomvandlingar av austenit, så att bildandet fördröjs av skadliga faser med större specifik volym, såsom perlit och sekundära karbider.
I det förstnämnda fallet har undertecknads försök visat indikationer på att vid 170 MPa förskjuts perlitnosen mot 50% längre tid, vilket ökar härdbarheten.
I det andra fallet har Ruhr-Universität Bochum visat att man med exakt samma kylhastighet i HIP som vid konventionell snabbkylning kan eliminera det bildande av sekundära karbider som annars minskar tillgängligt kol i austeniten och därmed sänker hårdheten i verktygsstål.

Namn Richard Larker
Organisation Ausferritic AB, Indexator Rotator Systems AB & Rototilt Group AB