微观组织演变元胞自动机模拟研究进展  被引量:20

Research Progress in Cellular Automaton Simulation of Microstructure Evolution

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作  者:陈飞[1] 崔振山[1] 董定乾[1] 

机构地区:[1]上海交通大学塑性成形技术与装备研究院,上海200030

出  处:《机械工程学报》2015年第4期30-39,共10页Journal of Mechanical Engineering

基  金:国家重点基础研究发展计划(973计划;2011CB012903);国家科技重大专项(2012ZX04012-011);中国博士后基金(2013M531171)资助项目

摘  要:金属的微观组织是决定其宏观力学性能的主要因素,在热塑性变形过程中,金属的微观组织会发生动态回复、动态再结晶、静态回复和静态再结晶等一系列变化,形成新的晶粒。在材料成分一定的条件下,影响晶粒演化的外部因素是温度、应变和应变速率。因此,如何通过控制热塑性变形过程中的温度、变形量和变形速度,来达到控制微观组织及产品力学性能的目的,已成为塑性加工领域的热点研究问题,在非连续热塑性变形中尤其如此,乃至于成性的重要性远大于成形。简述元胞自动机(Cellular automata,CA)方法的基本原理及思想,概述CA法在微观组织模拟中的建模方法及应用,特别是CA法在静态再结晶,动态再结晶过程中模拟晶粒生长的研究进展。同时,指出目前研究中存在的亟须解决的几个问题,展望CA法模拟微观组织演变的发展趋势。The mechanical properties of metals are largely depended on their chemical composition and microstructure. During hot plastic deformation, dynamic recovery, dynamic recrystallization, static recovery and static recrystallization are important microstructure evolution mechanisms, and new grains appear at the end of the deformation. In fact the grain evolution mainly relies on the thermomechanical parameters such as temperature, strain and strain rate for a specific chemical composition. Therefore, it is highly necessary to develop a new algorithm that better reflects the physical behavior observed in hot plastic deformation. The fundamental principles of cellular automaton(CA) model are summarized. The modelling method and the application of CA in microstructure simulation are introduced. In particular some of the recent advances in CA simulation of grain growth for static recrystallization and dynamic recrystallization are reviewed. At the same time, several major challenges are also analyzed and the future directions are forecast.

关 键 词:计算材料科学 元胞自动机 微观组织 再结晶 多尺度模拟 

分 类 号:TG156[金属学及工艺—热处理]

 

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