相場(chǎng)方法模擬合金無序—有序相轉(zhuǎn)變和晶粒長大.pdf

1、相場(chǎng)法作為材料微觀組織演變的一種模擬方法已經(jīng)被越來越廣泛的應(yīng)用到各種常見的微組織演化的模擬當(dāng)中。它通過場(chǎng)變量簡單明了地表征出任何一種復(fù)雜組織的幾何形貌、可以在相同的物理和數(shù)學(xué)模型下模擬諸如：形核、長大和粗化等不同的現(xiàn)象。因此它是計(jì)算機(jī)模擬各種微組織演化的首選方法，例如模擬凝固以及枝晶形成、Ostwald熟化、失穩(wěn)分解、有序-無序相轉(zhuǎn)變、馬氏體相變、晶粒長大等等。為此，本論文探討了宏觀和微觀相場(chǎng)法在晶粒長大和合金沉淀相析出兩種微觀組織演化

2、中的具體應(yīng)用。 首先，應(yīng)用宏觀相場(chǎng)方法采用多序參量唯象晶粒長大相場(chǎng)模型，對(duì)單相多晶材料中最基本的顯微組織演化過程之一晶粒長大進(jìn)行二維模擬，初步驗(yàn)證了相場(chǎng)方法的有效性，結(jié)果表明模型符合經(jīng)典長大規(guī)律，晶粒尺寸分布是時(shí)間相關(guān)的，并可以由Weibull函數(shù)很好的描述。在此基礎(chǔ)上探討了勢(shì)阱參數(shù)λ和能量梯度系數(shù)Ki的大小對(duì)晶粒長大和晶粒尺寸分布的影響，得到結(jié)論：λ值越大越會(huì)抑制晶粒生長，隨著Ki的增大，晶粒生長加速，并且所形成的晶界也越厚。