Modelowanie wydzielania węglikoazotków w stalach mikrostopowych z wykorzystaniem metody automatów komórkowych

• Autorzy: Marynowski P. , Adrian H. , Głowacki M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2017.4.2

Warianty tytułu

EN

Cellular Automata Model of precipitation process in microalloyed steels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wydzielenia węglikoazotków mikrododatków V, Nb i Ti silnie wpływają na mikrostrukturę i własności mechaniczne stali mikrostopowych. Do przewidywania własności mechanicznych stali wymagane są takie parametry wydzieleń jak zawartość (ułamek objętości) i rozmiar (średni promień cząstek). Modele matematyczne opisujące proces wydzielania pozwalają określić te parametry. Modele te opierają się na równaniach algebraicznych opisujących zarodkowanie i kinetykę wzrostu wydzieleń. Rozwój nauk informatycznych umożliwia przeprowadzanie symulacji procesów wydzieleniowych. Jednym z dostępnych narzędzi informatycznych do przeprowadzenia symulacji jest metoda automatów komórkowych. W artykule przedstawiono model automatu komórkowego do obliczania rozmieszczenia i zawartości wydzieleń węglikoazotków w stalach mikrostopowych zawierających dodatki Ti, Nb lub V.

EN

Carbonitrides precipitations of microalloying elements, V, Nb and Ti, strongly influence the microstructure and mechanical properties of high strength low alloy steels. To predict the mechanical properties of these steels parameters of precipitates such as size (mean radius) and content (volume fraction) are required. Mathematical models describing the carbonitrides precipitation process enable to calculate these parameters. The development of computer science enables simulations of precipitation process. The models are based on the algebraic equations describing the nucleation and growth kinetics of precipitates. One of the available tools to simulate the precipitation processes is the method of Cellular Automata. Cellular Automata model proves to be very efficient in modelling various phenomena in materials science. Cellular Automata model of carbonitride precipitation in microalloyed steels containing such elements as Ti, Nb or V is presented in the paper. The model predicts kinetics of precipitation as well as stereological parameters of precipitates.

Słowa kluczowe

PL

automat komórkowy; wydzielanie; węglikoazotki; mikrododatki; stal mikrostopowa

EN

cellular automata; precipitation; carbonitrides; microalloying elements; microalloyed steel

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 84, nr 4
• Strony: 142--145
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Marynowski P.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

autor

Adrian H.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

autor

Głowacki M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach

Bibliografia

• [1] Adrian Henryk. 1992. „Thermodynamic model for precipitation of carbonitrides in high strength low alloyed steels up to three microalloying elements with or without additions of aluminium”. Materials Science and Technology. 8: 406−420.
• [2] Adrian Henryk. 1995. Model termodynamiczny wydzielania węglikoazotków w stalach niskostopowych o podwyższonej wytrzymałości z zastosowaniem do badań hartowności. W Rozprawy. Monografie. Nr 18: 1−132. Kraków: Wydawnictwa AGH.
• [3] Adrian Henryk. 1995. „Thermodynamic Calculations of Carbonitride Precipitation as a Guide for Alloy Design of Microalloyed Steels”. Proceedings of the International Conference “Microalloying’95”, ed. by M.Korchynsky, A.J.DeArdo, P.Repas i G.Tither, Pittsburgh. 285−307.
• [4] Adrian Henryk. 2011. Numeryczne modelowanie procesów obróbki cieplnej. Kraków : Wydawnictwa AGH.
• [5] Adrian Henryk, Edyta Głowacz, Joanna Augustyn-Pieniążek, Piotr Matusiewicz, Przemysław Marynowski. 2014. Kinetyka wydzielania węglikoazotków w stalach mikrostopowych. W Polska Metalurgia w latach 2011−2014, Monografia, 837−854. Kraków : Polski Komitet Metalurgii.
• [6] Adrian Henryk, Joanna Augustyn-Pieniążek, Przemysław Marynowski, Piotr Matusiewicz. 2014. „Model kinetyki wydzielania węglikoazotków w stalach mikrostopowych”, Hutnik-Wiadomości Hutnicze. 81/4: 208−214.
• [7] Dutta Bhaskar, Christopher Michael Sellars. 1987. „Effect of composition and process variables on Nb(C,N) precipitation in niobium microalloyed austenite”. Materials Science and Technology. 3: 197−206.
• [8] Dutta Bhaskar., Eric J. Palmiere, Christopher Michael Sellars. 2001. „Modelling the kinetics of strain induced precipitation in Nb microalloyed steels”, Acta Materialia. 49: 785-794.
• [9] Gladman Terence. 1997. The physical metallurgy of microalloyed steels. London : Institute of Materials.
• [10] Głowacz Edyta 2013. Model kinetyki wydzielania węglikoazotków w stalach mikrostopowych o różnej zawartości azotu. Praca doktorska. Kraków AGH.
• [11] Goldschmidt Harvey J. 1967. Interstitial Alloys. London Butterworths.
• [12] Hillert Mats, L. I. Staffansson. 1970. „Regular solution model for stoichiometric phases and ionic melts”, Acta Chemica Scandinavica. 24: 3618−3626.
• [13] Liu W., John. J. Jonas. 1989. „Calculation of the Ti(CyN1-y) - Ti4C2S2 - MnS austenite equilibrium in Ti-bearing steels”. Metallurgical Transactions A, 20A: 1361−1374.
• [14] Maugis P., M. Gouné. 2005. „Kinetics of vanadium carbonitride precipitation in steel: A computer model”. Acta Materialia. 53: 3359-3367.
• [15] Perez Michel, M. Dumont, D. Acevedo-Reyes. 2008. „Implementation of classical nucleation and growth theories for precipitation”. Acta Materialia. 56: 2119−2132.
• [16] Raabe Dierk. 1998. Computational Materials Science. Wiley -VCH Verlag GmbH.
• [17] Roberts William., Alf. Sandberg. 1980. The composition of V(C,N) as precipitated in HSLA steels microalloyed with vanadium. Report IM 1489. Swedish Institute for Metals Research.
• [18] Speer John.G., J. R. Michael, S. S. Hansen. 1987. „Carbonitrides precipitation in niobium/vanadium microalloyed steels”. Metallurgical Transactions A. 18A: 211−222.
• [19] Svyetlichnyy Dmytro. 2013. Frontalne Automaty Komórkowe do modelowania mikrostruktury. Kraków : Wydawnictwa AGH
• [20] Wolfram Stephen 1983. Statistical mechanics of cellular automata. Reviews of Modern Physics. 55: 601−644.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).