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Fe-Cr合金是重要的双相不锈钢,由于其优异的抗辐射性能和高温强度,成为了核电站冷却管道的关键结构材料。由于Fe-Cr合金在300～500℃温度范围内使用时,会分解为富Cr的α’相和富Fe的α相,相分解导致不锈钢的抗腐蚀性和韧性降低,脆性急剧增加,称为“475℃脆性”。此外,在不同的成分和温度范围内,Fe-Cr合金的相分解机制不同。因此,研究α’相的分解机制、微观结构及其粗化行为对该合金的热时效组织演变、使用性能提高非常重要。基于Cahn-Hilliard扩散方程,建立Fe-Cr合金相场动力学模型,采用周期性边界条件和半隐式傅里叶谱算法,在傅里叶空间对其求解。采用Matlab7.0自行编程,研究Fe-Cr合金的相分解机制随Cr浓度和温度的变化,α’相的析出、长大和粗化的动力学演变规律,以及α’相的粗化机制。在不同的时效温度下,Fe-42 at.% Cr合金α’相的微观形貌最初呈椭球形和蠕虫状。随着时效时间的增加,蠕虫状的α’相逐渐长大并向椭球形转变。在过冷度和扩散的共同作用下,当时效温度为725 K时,Fe-42 at.% Cr合金α’相分解速率大于700K和750 K的分解速率。当T=610 K时,成分为25、28、和35at.%C r的合金相分解机制为失稳分解。当T=700 K,25at.% Cr合金的分解机制为非经典形核长大,28at.% Cr合金的相分解机制处于非经典形核长大和失稳分解的过渡状态,而35at.% Cr合金的相分解机制则为失稳分解。体积分数、颗粒数密度和半径的协同变化揭示了析出、长大和粗化三个动力学阶段。随着Cr浓度的增加,Fe-Cr合金中蠕虫状的α’相数量增加,体积分数变化加快,平衡体积分数增加,粗化速率增大。通过非经典形核长大形成的a相长大和粗化速率快,α’相的平均半径明显大于相同温度下失稳分解的a’相的平均半径。