基于Monte Carlo法的模鍛葉片微觀組織演變過(guò)程研究.pdf

1、金屬材料在熱塑性變形過(guò)程中存在硬化與軟化兩個(gè)機(jī)制,其中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶是最重要的軟化機(jī)制。動(dòng)態(tài)再結(jié)晶能夠改變熱塑性變形材料內(nèi)部的晶粒組織,使已變形晶粒在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變成無(wú)畸變的細(xì)小且均勻晶粒的同時(shí)消除或部分消除塑性變形帶來(lái)的加工硬化,進(jìn)而改善或提高材料持續(xù)熱塑性變形的能力。因此,深入研究和掌握材料熱加工過(guò)程中的微觀組織演變規(guī)律,對(duì)于切實(shí)了解和預(yù)測(cè)變形溫度、變形速率、變形力等工藝參數(shù)對(duì)熱成形制件最終組織的影響具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本論文根據(jù)

2、金屬材料熱變形理論和Monte Carlo(簡(jiǎn)稱(chēng)MC)隨機(jī)統(tǒng)計(jì)理論,建立了一個(gè)基于非均勻儲(chǔ)能分布的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶微觀組織演變模型,并利用 Matlab工具開(kāi)發(fā)了一個(gè)仿真葉片錘上模鍛成形過(guò)程中微觀組織演變的應(yīng)用系統(tǒng),借助該應(yīng)用系統(tǒng)研究了變形溫度、應(yīng)變速率、流動(dòng)應(yīng)力等熱力參數(shù)對(duì)葉片微觀組織動(dòng)態(tài)演變的影響。結(jié)果表明:
　　(1)通過(guò)非均勻儲(chǔ)能分布和變化(驅(qū)動(dòng))可以決定MC-Potts模型中被選結(jié)點(diǎn)取向數(shù)的轉(zhuǎn)換概率,從而仿真變形金屬內(nèi)部的再結(jié)

3、晶形核與長(zhǎng)大現(xiàn)象。
　　(2)由不均勻儲(chǔ)能分布理論建立的再結(jié)晶概率模型,能夠較好地反映再結(jié)晶形核的潛在部位和再結(jié)晶晶粒的生長(zhǎng)。
　　(3)再結(jié)晶形核臨界儲(chǔ)能判據(jù)的引入、由材料宏微觀參數(shù)共同決定再結(jié)晶形核速率和一個(gè)MC步中的形核數(shù)分配、借助能量的相對(duì)變化確定大角度晶界的遷移方向、以及在一個(gè)MC步中體現(xiàn)再結(jié)晶形核與再結(jié)晶晶粒生長(zhǎng)并存等理論或技術(shù)的應(yīng)用,使得論文建立的微觀組織演變模型更加接近工程實(shí)際。
　　(4)在編制動(dòng)態(tài)再

4、結(jié)晶組織演變計(jì)算主程序中,通過(guò)解決諸如初始組織生成、熱力參數(shù)增量加載、儲(chǔ)能動(dòng)態(tài)分配、MCS時(shí)間與物理時(shí)間的關(guān)聯(lián)、微觀組織展示、晶粒信息統(tǒng)計(jì)等技術(shù)難題,確保了所建系統(tǒng)在一定程度上較真實(shí)地揭示動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的基本特征及其演變過(guò)程。
　　(5)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶初始形核數(shù)與等效應(yīng)變速率和等效塑性應(yīng)變的關(guān)系極大,其次是等效應(yīng)力,而變形溫度對(duì)再結(jié)晶形核數(shù)影響不大。各變形區(qū)熱力參數(shù)分布不均勻且隨時(shí)間步、錘擊數(shù)和變形量動(dòng)態(tài)變化,導(dǎo)致模鍛結(jié)束后,葉片各區(qū)域內(nèi)