一种用于贝氏体钢的二维和三维微观结构描述方法：来自相场模拟的见解

《ACTA MATERIALIA》：A 2D and 3D microstructural descriptor approach to bainitic steels: Insights from phase-field simulations

　　

Dhanunjaya K. Nerella | Tushar Jogi | Oguz Gulbay | Muhammad Adil Ali | Oleg Shchyglo | Ingo Steinbach

摘要

了解微观结构的形态和空间取向对于预测和优化先进钢材的宏观性能至关重要。在这项研究中，我们提出了一个统一的微观结构表征框架，该框架将实验分析与相场模拟相结合。在实验方面，通过对EBSD（电子背散射显微镜）得到的微观结构进行两点空间相关性分析，量化了微观结构的多样性、厚度和间距，为验证计算结果提供了可靠的基准。作为补充，在代表压硬条件的应变作用下进行了三维相场模拟。二维图像分析可以从截面中提取传统的形态学描述参数，如面积、长度、厚度、长宽比、紧凑性和偏心率；而基于两点统计的三维统计量则量化了空间相关性、各向异性生长以及模拟体积内的微观结构排列方式。将传统描述参数与统计相关性相结合，为贝氏体微观结构的演变提供了多尺度和多维度的视角。这种综合方法加深了对复杂形态各向异性的理解，强化了工艺与结构之间的关系，并为在热机械条件下设计高性能钢材奠定了基础。