Regularities of phase formation in the transition zone between the inclusion and the matrix under complex thermal cycles conditions
The regularities of composition formation, and, consequently, of composites properties, largely depend on the dynamics of temperature change. The transition layer consisting of several new phases can form between the initial particle and the matrix during the synthesis of the composite. The ratio between the phases depends both on processes at the micro level (physical mechanisms of diffusion and chemical reactions) and on the conditions dictated by experiment. The paper presents a model of formation of the multiphase transition zone between the matrix and the inclusion in the framework of the reaction diffusion theory. The sequence of phase formation is adopted corresponds to the phase diagrams and depends on the temperature. The problem of the growth of new phases with moving boundaries is solved partly analytically in the quasistationary approximation. The dynamics of phase formation is considered for processes of selective laser melting and electron beam melting, obtained on the base of numerical modeling. The research was carried out on the example of the synthesis of carbide steels.
Keywords
composite,
transition layer,
carbide steel,
reaction cell,
moving boundary,
thermal cycleAuthors
| Anisimova M.A. | Institute of Strength Physics and Materials Science of SB RAS | anisimova_mawa@mail.ru |
Всего: 1
References
Kaczmar J.W., Pietrzak K., and Włosiński W. // J. Mater. Proc. Technol. - 2000. - V. 106. - P. 58-67.
Коростелева Е.Н., Коржова В.В. // Изв. вузов. Физика. - 2020. - Т. 63. - № 7. - С. 81-87.
Фомин В.М., Голышев А.А., Косарев В.Ф. и др. // Физ. мезомех. - 2019. - Т. 22. - № 4. - С. 5-15.
Осипов Д.А., Смирнов И.В., Гриняев К.В. и др. // Изв. вузов. Физика. - 2020. - Т. 63. - № 9. - С. 119-125.
Гончарук Д.А., Баглюк Г.А. // Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут», Сер. Машинобудування. - 2011. - № 61. - С. 155-159.
Parashivamurthy K.I., Kumar R.K., Seetharamu S., et al. // J. Mater. Sci. - 2001. - V. 36. - P. 4519-4530.
Pham H.A., Ohba T., Morito S., et al. // Mater. Sci. Forum. - 2013. - V. 738-739. - P. 25-30.
Амосов А.П., Самборук А.Р., Яценко И.В., Яценко В.В. // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. - 2018. - Т. 20. - № 4. - С. 5-14.
Прибытков Г.А., Коржова В.В., Барановский А.В., Криницын М.Г. // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. - 2017. - Т. 2. - С. 64-71.
Фадин В.В., Колубаев А.В., Алеутдинова М.И. // Перспективные материалы. - 2011. - № 4. - C. 91-96.
Saidi A., Chrysanthou A., Wood J.V., and Kellie J.L.F. // Ceram. Int. - 1997. - V. 23. - P. 185-189.
Telepa V.T., Shcherbakov V.A., and Shcherbakov A.V. // Lett. Mater. - 2016. - V. 6. - No. 4. - P. 286-289.
Ariely S., Bamberger M., Hügel H., and Schaaf P. // J. Mater. Sci. - 1995. - V. 30. - P. 1849- 1853.
Das K., Bandyopadhyay T.K., and Das S.A. // J. Mater. Sci. - 2020. - V. 37. - P. 3881-3892.
Knyazeva A. and Kryukova O. // J. Cryst. Growth. - 2020. - V. 531. - P. 125349.
Jin J., Gao R., Peng H., et al. // Metall. Mater. Trans. A. - 2020. - V. 51. - P. 2411-2429.
Chumakov Yu.A. and Knyazeva A.G. // JOEP. - 2008. - V. 81. - Iss. 1. - P. 156-166.
Nekrasov E.A., Maksimov Yu.M., and Aldushin A.P. // Combustion, Explosion and Shock Waves. - 1980. - V. 16. - No. 3. - P. 342-347.
Некрасов Е.А., Смоляков В.К., Максимов Ю.М. // ФГВ. - 1981. - Т. 17. - № 5. - С. 39-46.
Ковалев О.Б., Беляев В.В. // ФГВ. - 2013. - Т. 49. - № 5. - С. 64-76.
Anisimova M.A., Knyazeva A.G., Krinitcin M.G., et al. // High Temp. Mater. Proc. - 2019. - V. 23(1). - P. 1-23.
Anisimova M.A. and Knyazeva A.G. // Nanosci. and Technol.: An Int. J. - 2020. - V. 11 (1). - P. 37-54.
Анисимова М.А., Князева А.Г. // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. - 2020. - № 63. - C. 60-71.
Wagner C.Z. // Phys. Chem. - 1933. - V. 21B. - No. 1. - P. 25-36.
Lapshin O.V. and Ovcharenko V.E. // Combust Explo. Shock Waves. - 1996. - V. 32. - P. 299-305.
Filimonov V., Evstigneev V., Afanas’ev A., and Loginova M. // Int. J. Self-Propagating High-Temperature Synthesis. - 2008. - V. 17. - P. 101-105.
Бокштейн Б.С. Диффузия в металлах. - М.: Металлургия, 1978. - 248 с.
Knyazeva A.G. and Sharkeev Yu.P. // Key Eng. Mater. - 2016. - V. 712. - P. 220-225.
Megahed M., Mindt H.W., N’Dri N., et al. // Integr. Mater Manuf. Innov. - 2016. - V. 5. - P. 61-93.
Khina B.B. and Formanek B. // Int. J. SHS. - 2007. - V. 16. - No. 2. - P. 51-61.
Khina B.B., Formanek B., and Solpan I. // Physica B: Cond. Matter. - 2005. - V. 355. - No. 1-4. - P. 14-31.
Zare Y., Rhee K.Y., and Park S.-J. // Физич. мезомех. - 2019. - Т. 22. - № 5. - С. 62-69.
Zare Y. and Rhee K.Y. // Физич. мезомех. - 2019. - Т. 22. - № 3. - С. 100-105.
Anisimova M., Knyazeva A., and Sevostianov I. // Int. J. Eng. Sci. - 2020. - V. 153. - P. 103307.
