Steady State α→γ-Recrystallization of Ferritic Iron Alloys with a Cellular Structure of the Interfacial Surface during Carburization

ENG: The mathematical model of single-phase cellular growth of the γ-phase layer during isothermal α→γ-recrystallization of a carburized ferritic iron alloy is constructed based on the performed analysis. Diffusion transfer of carbon through the γ-phase to the interphase surface is the main factor that determines the kinetics of α→γ-recrystallization during carburization. The expression for the distribution of carbon within the γ-phase in front of the flat phase interface (PI) during a steady-state process is obtained. The near-boundary concentration differences between the curved and flat PI are determined. The near-boundary mole fractions of the components inside the α- and γ-phases are calculated. Diffusion processes within the α-phase before PI are described. The expression relating diffusion processes within the α-phase in front of PI with the velocity of front advancement is obtained. Longitudinal sections of cells corresponding to limiting cases of surface-tension coefficient σ and microstructures during α→γ-recrystallization are presented. As shown, the PI cells have a pronounced crystalline facet during solid-phase recrystallization. In this case, the morphology of the cells depends on the crystallographic direction of growth of the γ-phase.

UKR: Проведено аналізу й на підставі неї побудовано математичний модель однофазного коміркового зростання шару γ-фази під час ізотермічної α→γ-перекристалізації феритного стопу заліза за навуглецьовування. Встановлено, що основним чинником, що визначає кінетику α→γ-перекристалізації за навуглецювання, є дифузійна доставляння Карбону через γ-фазу до міжфазної поверхні. Було одержано вираз для розподілу Карбону в γ-фазі перед пласкою фазовою поверхнею за стаціонарного процесу. Визначено ріжниці примежових концентрацій між викривленою та пласкою фазовою поверхнею. Було розраховано примежові мольні частки компонентів у α- й γ-фазах. Описано дифузійні процеси у α-фазі перед фазовою поверхнею. Одержано вираз, що зв’язує дифузійні процеси у α-фазі перед фазовою поверхнею зі швидкістю просування фронту. Представлено поздовжні перерізи комірок, що відповідають граничним випадкам значень коефіцієнта поверхневого натягу σ та мікроструктурам під час α→γ-перекристалізації. Показано, що комірки фазової поверхні мають виражене кристалічне огранування за твердофазної перекристалізації. Воднораз морфологія комірок залежить від кристалографічного напрямку зростання γ-фази.