相場(chǎng)方法研究合金再結(jié)晶組織的演化過程.pdf

1、再結(jié)晶及其亞晶晶粒長(zhǎng)大是純金屬和合金等多晶材料變形中最普遍的晶粒生長(zhǎng)現(xiàn)象。再結(jié)晶是一種晶粒軟化和細(xì)化機(jī)制，通過控制變形合金的微觀組織，就能提高多晶材料的塑性成形能力和力學(xué)性能。再結(jié)晶晶粒尺寸作為描述材料微結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要指標(biāo)，它的改變顯著地影響材料的各種力學(xué)性能和機(jī)械加工性能。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，人們已經(jīng)能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬材料再結(jié)晶微結(jié)構(gòu)的演化。由于材料再結(jié)晶過程極其復(fù)雜，特別是再結(jié)晶晶界的模擬，而相場(chǎng)方法采用的是晶界彌散化處理，不

2、必跟蹤復(fù)雜的晶界，因此本文應(yīng)用具有優(yōu)勢(shì)的相場(chǎng)方法研究多晶材料微組織的靜態(tài)再結(jié)晶演化過程和亞晶晶粒長(zhǎng)大過程。開展了如下創(chuàng)新工作：
　　 1率先利用網(wǎng)格畸變模型和相場(chǎng)方法結(jié)合研究變形合金靜態(tài)再結(jié)晶過程，針對(duì)合金的不同變形區(qū)域的特征和體系儲(chǔ)能分布不均勻特點(diǎn)，分別引入反映不同變形區(qū)域的變形區(qū)域的特征狀態(tài)因子和儲(chǔ)能分布的權(quán)重因子，構(gòu)造多狀態(tài)的非均勻自由能密度函數(shù)。
　　 2應(yīng)用相場(chǎng)方法模擬合金在不同變形程度下和不同變形后退火溫度下

3、的靜態(tài)再結(jié)晶微組織演化過程，系統(tǒng)的分析了不同真應(yīng)變下再結(jié)晶儲(chǔ)能釋放規(guī)律和再結(jié)晶顯微組織的晶粒尺寸分布。得到靜態(tài)再結(jié)晶過程中，合金應(yīng)變量大的具有較大的儲(chǔ)存能量，在退火保溫時(shí)儲(chǔ)存能釋放速度較快，完成再結(jié)晶過程的時(shí)間也較短。
　　 3平均晶粒尺寸的變化表明退火過程表現(xiàn)為三個(gè)狀態(tài)：孕育過程、晶粒急速長(zhǎng)大過程和晶粒穩(wěn)定長(zhǎng)大過程。從再結(jié)晶晶粒尺寸分布圖中兩個(gè)峰值隨時(shí)間移動(dòng)和變化，得到隨著退火溫度的升高，變形合金的晶粒尺寸整體分布粗化，細(xì)晶比