焊接热影响区晶粒长大过程的微观组织模拟

利用蒙特卡罗方法(MC)结合焊接工艺试验，模拟了单相合金焊接热影响区(HAZ)的晶粒长大过程。文中首先应用试验方法确定了材料的晶粒长大动力学方程，在不同峰值温度和冷却速度等热输入的情况下，模拟结果再现了晶粒长大的动态过程，并体现出热钉扎效应。得出了与焊接实际过程相一致的模拟结果。为以后进行三维焊接热影响区晶粒长大模拟奠定了可靠的基础。     

焊接接头微观组织模拟方法研究进展

对近年来计算机技术在焊接接头微观组织模板方面的研究进展做了较全面的评述，重点介绍了国内外利用蒙特卡罗模拟方法和元胞自动机法模拟焊接接头微观组织晶粒长大所取得的成果，并且提出了目前研究中存在的问题及其今后的主要发展方向。     

计算机模拟在焊接微观组织中的应用

介绍了计算机模拟在焊接热影响区（HAZ）微观组织模拟过程中应用的重要性，利用物理模拟方法建立了HAZ晶粒长大的模型，研究了铁素体不锈钢EB26-1（单相合金）焊接热影响区的晶粒长大过程，预测了HAZ中晶粒的分布，以及不同的热输入对HAZ晶粒长大的影响和HAZ中晶粒长大的热钉扎效应，指出了目前研究中存在的不足和今后的发展方向。     

硬质合金晶粒长大的计算机研究

细晶粒的硬质合金粉末广泛应用于诸如整体立铣刀和微钻等工具：对于生产细晶粒的硬质合金来说，有关硬质合金晶粒长大方面的知识尤为重要。在本研究中，使用蒙特卡罗(Monte Cado)计算机模拟技术对硬质合金晶粒持续和断续的生长过程进行了研究。模拟中假定Ostwald成熟过程(溶解／再沉淀)和晶界迁移过程为晶粒长大机理，研究了液相成分、晶界能以及粗晶嵌入的影响。模拟结果，从定性方面来看和实验结果是相符的。这些结果表明，液相分布、WC／WC晶界能以及粗晶的夹杂是抑制硬质合金晶粒断续长大的重要因素。     

铁素体不锈钢焊接热影响区晶粒长大过程模拟

提出一种用Monte Carlo模拟单相合金的热影响区（HAZ）晶粒长大方法,可以将焊接实际时间与模拟过程对应起来,应用有限元方法计算出焊接热循环,并结合晶粒长大的Arrhenius公式,模拟了铁素体不锈钢EB26-1在一定规范下HAZ晶粒的演变情况,模拟结果表明,此方法可以预测HAZ中晶粒的分布以及存在于HAZ中很陡的温度梯度对晶粒长大的阻碍作用。     

Ti(C,N)基金属陶瓷显微结构演化的蒙特卡罗模拟研究

应用计算机仿真研究陶瓷材料烧结过程中微观组织结构演化,具有减少实验次数、降低成本、提高效率的优点,以达到控制与预测产品质量的目的。本文应用蒙特卡罗模拟方法,通过Matlab平台开发模拟程序,对Ti(C,N)基金属陶瓷在烧结过程中晶粒正常生长的过程开展模拟研究。然后,应用真空烧结实验制得的Ti(C,N)基金属陶瓷样品,应用扫描电子显微镜观察其背散射下的显微结构,将模拟结果与实验结果进行比较。结果表明,应用蒙特卡罗法基于Matlab开发的程序能够正确模拟Ti(C,N)基金属陶瓷晶粒生长现象,随着模拟步长的增长,显微组织趋向于亚稳态后晶粒的生长速度开始趋缓慢;晶粒的整体数目随着模拟时间的增加不断减少,而平均晶粒尺寸明显增大,小晶粒变小或被吞噬,大晶粒不断长大,与实际晶粒长大的微观变化特征较为吻合。     

工业纯铝焊接热影响区微观组织模拟

将蒙特卡罗(MC)技术引入到晶粒生长模拟中，结合焊接工艺和热模拟试验，模拟了单相合金焊接热影响区(HAZ)晶粒生长过程。首先应用实验和统计学的方法确定了材料晶粒生长的动力学模型，然后计算了焊接热循环，同时基于蒙特卡罗技术编制了模拟程序。最后在不同焊接热输入情况下，模拟了晶粒生长过程。模拟结果动态演示了晶粒生长过程，并且体现了焊接热钉扎效应。模拟得出数据与试验结果非常接近，为评定焊接工艺和材料可焊性提供了依据。     

数值模拟钢中奥氏体晶粒尺寸的方法及其进展和应用

钢的奥氏体晶粒尺寸是一个重要的微观结构参数,是决定钢的强韧性的重要因素,在热处理等热加工过程中需合理控制。钢的奥氏体晶粒度的数值模拟方法有蒙特卡罗法、元胞自动机法和相场法。相场法除了模拟晶粒长大过程外,在模拟奥氏体-铁素体转变和奥氏体-珠光体转变等扩散型固态相变方面都有成功的应用。与采用其他方法模拟相比,采用相场法模拟的奥氏体晶粒尺寸与试验结果更为吻合。     

不同尺寸二相粒子材料晶粒长大的元胞自动机仿真

在现有晶粒长大元胞自动机器（CA）模型的基础上制定新的转变规则，使之能够模拟第二相粒子对晶粒长大过程的影响，且对含有不同尺寸第二相粒子材料的晶粒长大过程进行仿真模拟和定量分析。模拟结果表明：第二相粒子对基体组织具有钉扎作用，当粒子体积分数一定时，总体钉扎作用随着粒子尺寸的减小而增强；对于单一粒子而言，大尺寸粒子比小尺寸粒子具有更强的钉扎效果，该结果能够准确地反映第二相粒子对晶粒长大过程的影响规律，与现有的相关理论相符合。     

LZ50钢奥氏体晶粒长大的元胞自动机模拟

基于晶粒长大的热力学机制、曲率驱动机制和能量耗散机制,制定了能够反映晶粒长大物理机制的元胞转变规则,建立了模拟LZ50钢晶粒正常长大的CA模型。采用该模型模拟了高温奥氏体化晶粒正常长大过程,分析了晶粒正常长大过程CA模拟结果的形态学、动力学和拓扑学等典型特征。模拟结果较准确的反映了晶粒正常长大规律,表明CA法是一种行之有效的模拟方法。