晶粒长大动力学的计算机模拟

利用元胞自动机模型研究了2维晶粒长大的动力学,模型将微观结构映射到离散的格点上进行研究;微观结构演化的研究是通过考察晶粒大小和形状随时间的变化来实现的。精确地再现了文献中理论推导的结果;研究了复杂结构下的晶粒长大动力学曲线;考察了控制参数对于晶粒长大动力学过程的影响;并具有一定的一般性,可以用于多种情况下的模拟。     

VC/Cr3C2对微波烧结超细WC-10Co性能的影响

利用微波烧结技术，研究了添加VC／CBQ晶粒生长抑制剂对WC-10Co超细硬质合金微观结构及性能的影响。结果表明，添加总量质量分数为0．6％的抑制剂的合金的综合性能最好，过量的抑制剂反而会降低合金性能；并且微波烧结合金不论是否有晶粒长大抑制剂，均能得到均匀的细晶结构。     

晶粒长大过程微观组织演变Monte Carlo方法模拟

Monte Carlo模拟方法中采用了结点再取向“择优转换原则”，并用线性Turnbull动力学晶界移动速率公式概率形式确定结点取向转换概率，对晶粒长大过程进行长时间的模拟．模拟的组织变化图像与实际材料的正常晶粒长大组织完全一致；长大过程分为不稳定和稳定两个阶段，稳定阶段晶粒长大指数n达到了理论值0．5；在完整的晶粒长大过程中，晶粒尺寸分布并不具有严格的自相似性，系由不稳定长大阶段的对数正态分布（Lognormal）向稳定阶段的伽马（Gamma）分布变化。     

羰基铁粒子的制备与表征

采用逐步升温液相分解法制备了羰基铁粒子．并系统地研究了反应条件对产物的物相组成、微观结构以及颗粒度的影响，并对羰基铁粒子的物相及微观结构进行了表征。结果表明，Fe(CO)5的浓度会影响产物的物相组成；表面活性剂的加入可以抑制碳化物的生成和控制晶粒的长大。     

GH4169合金叶片挤压过程的微观组织模拟

建立了GH4169合金动态再结晶及晶粒长大的微观组织模型,利用DEFORM-3D软件对GH4169合金叶片挤压成形过程进行了微观组织模拟。研究结果表明:叶身部位的动态再结晶百分数为100%,晶粒细小且均匀,晶粒尺寸为17.1μm,较原始晶粒49.5μm小很多。并与实际挤压叶片的微观组织进行比较,模拟结果与实际叶片相接近,从而验证了此模型的准确性。     

基于元胞自动机AZ31镁合金固溶处理研究

镁合金具有导热导电性好、电磁屏蔽性能优越、与环境相容性良好等诸多优点。但是镁合金在室温下塑性较差,导致其在轧制过程中易出现裂纹从而影响其质量。为了有效提高其可塑性,在加工前往往需要对其进行固溶处理。基于此,通过金相实验,得到AZ31镁合金管材原始晶粒组织,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,建立元胞自动机模型,针对镁合金建立了三大晶粒演变规则,研究AZ31镁合金在不同温度和不同时间下晶粒演变规律与边数变化情况,最终获得晶粒均匀分布且以六边形为主的微观组织。通过晶粒长大拓扑学分析与晶粒尺寸分布统计,得出晶粒尺寸在不同温度和时间内呈正态分布,其中六边形晶粒最多;在此基础上,建立固溶情况下的晶粒长大数学模型,合理预测并控制AZ31镁合金固溶后的晶粒尺寸和最终性能,分析了晶粒长大动力学,得出镁合金生长指数为0.87,并通过实验验证了元胞自动机模型的正确性和合理性,为研究镁合金在变形过程中的晶粒演变奠定基础。     

用Monte Carlo方法模拟晶粒长大

叙述了MonteCarlo(MC)模拟方法并在二维坐标中用300×300个六边形晶格点元素模拟了晶粒长大的过程,获得了晶粒长大动力学和拓扑学方面的重要信息,并计算出晶粒长大的动力学常数η=0.48.模拟结果揭示了MC方法在模拟微观组织过程中的重要作用.探讨了MC方法的特点它抓住简单性与复杂性这一主要矛盾,从局部规则出发,体现整体演变之效应,文中还概述了MC模拟方法在材料加工过程中的应用情况.     

铝—镁合金退火过程中的晶粒长大与织构变化

采用ＯＤＦ织构分析方法和定量金相测量方法研究了冷轧Ａｌ－３％Ｍｇ合金材料初次再结晶后在４００℃退火时的晶粒长大及织构变化过程。实验结果表明由于织构的存在，晶粒长大动力学过程具有明显的阶段性，而这又与构变化过程密切相关。根据晶粒长大理论模型模拟了晶粒长大及织构变化过程，并解释了比面能及界面迁移率的作用。     

铝－镁合金退火过程中的晶粒长大与织构变化

采用ＯＤＦ织构分析方法和定量金相测量方法研究了冷轧Ａｌ—３％Ｍｇ合金材料初次再结晶后在４００℃退火时的晶粒长大及织构变化过程．实验结果表明由于织构的存在，晶粒长大动力学过程具有明显的阶段性，而这又与织构变化过程密切相关．根据晶粒长大理论模型馍拟了晶粒长大及织构变化过程，并解释了比界面能及界面迁移率的作用．     

周期性边界条件下MC模拟晶粒数的统计

本文应用Monte Carlo(MC)法模拟二维条件下晶粒长大的原理，晶粒长大结晶界处的格点迁移为主要特征，并用它模拟了在周期性的边界条件下的晶粒长大行为，提出了一种二维条件下精确的统计晶粒尺寸的方法，可以对各种形态的晶粒进行统计，并且考虑了模拟过程中的周期性边界条件对晶粒统计的影响，通过模拟，揭示了晶粒长大过程中材料组织演变时拓扑学和动力学特征。