相場方法研究合金再結(jié)晶組織的演化過程.pdf

1、再結(jié)晶及其亞晶晶粒長大是純金屬和合金等多晶材料變形中最普遍的晶粒生長現(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)勢的相場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)格畸變模型和相場方法結(jié)合研究變形合金靜態(tài)再結(jié)晶過程，針對合金的不同變形區(qū)域的特征和體系儲能分布不均勻特點(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存能量，在退火保溫時(shí)儲存能釋放速度較快，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、晶粒急速長大過程和晶粒穩(wěn)定長大過程。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