激光焊接熱影響區(qū)晶粒長大Monte Carlo模擬.pdf

1、材料的微觀結(jié)構(gòu)影響著材料的強度、硬度、塑性和抗腐蝕性等很多重要性能.而焊接熱影響區(qū)的平均晶粒尺寸是焊接件的重要微觀結(jié)構(gòu),因此,平均晶粒尺寸的預測對焊接工程起著很關鍵的作用.本課題采用目前用于預測晶粒生長的常用概率性方法,即蒙特卡羅(MC)法探討并建立了模擬焊接熱影響區(qū)晶粒生長的晶界遷移(GBD)模型,以C++Builder為開發(fā)工具設計并實現(xiàn)了預測激光焊接熱影響區(qū)晶粒生長的軟件.該軟件具有通用性,可以適用于各種單相或單晶材料不同激光焊接

2、工藝下的晶粒生長平均尺寸的預測.該模型的建立可以節(jié)省大量的試驗,提高效率,并且對激光焊接接頭微觀組織的分析具有一定的意義.運用MC法模擬了熱影響區(qū)晶粒長大的動力學過程,并將其生長過程動態(tài)化.模擬結(jié)果符合晶粒生長的動力學.同時通過分析計算得到材料微觀組織拓撲學上的變化:建立了單純晶粒長大的平均晶粒尺寸L與蒙特卡羅步t<,MCS>之間的關系.本文以超純鐵素體不銹鋼EB26-1為模型驗證對象,模擬和再現(xiàn)了焊接熱影響區(qū)晶粒長大的動態(tài)過程.通過對

3、激光焊接熱源的分析和研究,采用了點熱源+線熱源模型,模擬了焊接熱循環(huán)曲線.在單純晶粒長大模型的基礎上,考慮焊接工藝的實際參數(shù)和EB26-1鐵素體不銹鋼的模擬參數(shù),引入焊接熱循環(huán),建立了激光焊接EB26-1熱影響區(qū)(HAZ)晶粒長大的動力學模型.在C++Builder開發(fā)平臺上,運用面向?qū)ο蠓椒ㄔO計并實現(xiàn)熱影響區(qū)晶粒生長計算及可視化軟件,比較準確地模擬了焊接熱影響區(qū)的晶粒結(jié)構(gòu)、微觀組織的演變過程以及晶粒尺寸的分布情況;并成功地模擬了超純鐵