院士徐祖耀逝世=致敬!让我们走进徐祖耀院士的科研世界——马氏

港台电影 2020-02-1453未知admin

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  原标题:致敬!让我们走进徐祖耀院士的科研世界——马氏体相变研究篇

  我国马氏体相变研究奠基人之一,著名的材料科学家、教育家,中国科学院院士,一级教授,上海交通大学原材料科学与工程系主任徐祖耀先生,因病医治无效,于2017年3月7日17时30分在宁波市第一医院逝世,享年95岁。

  徐院士一生拥有非常多的研究与著作,同时又乐善好施,助人,设立了多个基金用以帮助有困难的人们度过。

  上周我们推出了一篇文章以沉痛悼念徐老先生,介绍了徐老先生的生平和经历,而小编觉得,徐院士的研究则是更加宝贵的一笔财富,院士徐祖耀逝世故整理了一番,供大家学习参看。

  通过理论结合实验数据,徐祖耀团队提出了马氏体相变驱动力的表达式:

  徐祖耀团队将上述方法推广到Fe-Ni,Fe-Cr,Fe-Si,Fe-Mn和Fe-X-C三元系(X=Ni,Cr,Co,Mn,V),此时将考虑碳与合金元素的交互作用。

  徐祖耀团队在国际上首先研究了含硼的Cu-Zn-Al合金中晶粒尺寸和母相有序度对MS的影响,从而创建了铜基合金马氏体相变热力学。徐祖耀团队导出了母相晶粒尺寸(d)与MS之间的关系式:

  徐祖耀团队进一步研究了Cu-Zn,Cu-Al,Cu-Zn-Al的马氏体相变热力学。

  除上述Cu-Zn-Al形状记忆合金的马氏体相变热力学外,还涉及NiAl-Fe和Fe-Mn-Si基形状记忆合金的马氏体相变的热力学。院士徐祖耀逝世

  徐祖耀在国内率先开展纳米材料的马氏体相变研究,后与团队共同研究,该团队首次提出计算纳米晶体中均匀形核能垒的计算模型。

  根据Rao和Thos采用高分辨电镜观察发现在淬火过程中碳在奥氏体富集的现象,徐祖耀团队在1983年通过扩散方程的推导,得到碳在奥氏体富集的时间。对于0.27C%的低碳钢,在700K时碳从过饱和马氏体扩散(分配)到奥氏体时(0.27C%低碳钢的马氏体相变开始温度约720K)的碳含量分布如图3所示。

  理论计算值与前人的实验结果(t为10-3和10-7s)一致,这表明,碳的扩散与马氏体的形成几乎同步或稍落后于马氏体的形成。上述的理论计算为徐祖耀重新定义“马氏体相变”提供了理论基础,也为Speer等在2003年提出的淬火-分配(Q&P)热处理新工艺提供了理论支撑。

  为了将Magee方程推广到碳含量小于0.37%的低碳钢,徐祖耀等推导出下式:

  徐祖耀于1984年试图将孤立子理论用于马氏体相变,由于孤立波具有粒子的特性,故创立一个新的名词:孤立子(solition)。他们将马氏体与母相之间的相界面考虑为孤立波,研究界面迁移及其所需的Peieris力。

  通过导出马氏体界面的运动方程及其解,得到相界面作为孤立波随时间而迁动,其界面能呈尖锐脉冲式分布,如图4所示,界面能主要集中在宽度为W的区域内,且随相界面同步迁动。

  徐院士以及唐铭等组成的团队于2002年建立了马氏体相变的一维模型。他们首先对Landau-Ginzburg理论进行修正,即在Landau-Ginzburg能和梯度能中再增加母相中的累积应变能。过运动方程的数值解,研究马氏体相变的平衡态和动力学过程,如图5所示。

  修正模型的数值计算结果与实验结果相符合,院士徐祖耀逝世包括表面马氏体,热弹性和非热弹性马氏体形成,自催化和爆发型马氏体。

  群论是研究对称性的一种数学方法。徐祖耀从1985年开始运用群论研究马氏体相变的对称性。

  徐祖耀、朱伟光等人组成的研究团队运用群论研究了Cu-26.7Zn-4.15Al形状记忆合金马氏体相变晶体学。

  更重要的结果是,他们确定了马氏体的自协调群组数和每组自协调群的对称性为D2h,并得到在Cu-Zn-Al形状记忆合金中一组自协调群产生的形状变化最小,因而最有利于马氏体的逆相变和形状记忆效应。

  徐祖耀在上世纪50至60年代对高速钢的回火工艺进行了大量的实验和理论研究。结果表明,回火时先经高温保温再在较低温度(高于TC)保温(分级回火),则催化作用的效果不但具有叠加性(addictive),而且在总时间相同的情况下,有时好于高温保温的效果。

  徐祖耀提出了奥氏体催化和稳定化的临界温度的概念,即回火时先经高温保温再在较低温度(高于TC)保温(分级回火)可实现奥氏体催化作用。在TC以下和M之上保温可实现奥氏体稳定化(即降低了M温度)。

  徐祖耀院士于2007年发展了美国Speer等于2003年提出的Q&P处理工艺,提出淬火-分配-回火(Q-T-P)工艺,其原理如图6所示。

  Q-T-P工艺强调析出强化,发展韧性马氏体钢。Q-T-P钢的设计和工艺与Q&P工艺的差别在于:

  (1)在Fe-Mn-Si基微合金钢中,加入具有析出强化和细晶强化作用的合金元素,如Nb,V,Ti等;

  徐老先生的研究非常之多,小编才疏学浅也仅能为大家展示一二,望各位海涵。

  正是因为有无数的孜孜不倦的研究,才有我们的不断进步,小编在此也对奋斗在各自岗位上的研究者致以崇高的。

  说来我们也曾收到过徐老先生的文章,也算是一段,小编暂且放在文末供大家学习。

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