基于元胞自動機法的Ti-55高溫鈦合金熱變形過程組織模擬.pdf

1、Ti-55高溫鈦合金具有耐腐蝕、無磁性、高低溫性能好、低阻尼等優(yōu)良特性，并且還具有超導、儲氫、形狀記憶和生物相容性四大獨特功能，被廣泛應用于航空航天、化工、環(huán)境保護、醫(yī)療器械等方面。但其熱敏感性較強，在熱加工過程中，材料晶粒度難以控制，而晶粒度大小的控制主要取決于變形過程中的材料的再結晶行為。因此，研究Ti-55高溫鈦合金熱變形過程中的再結晶行為和微觀組織演化過程，對于合理的制定材料熱加工工藝參數、控制材料性能具有重要意義。傳統研究材料

2、再結晶過程的方法并不能真實的反映熱變形過程中晶粒長大和再結晶的動態(tài)演化過程。而元胞自動機法算法結構簡單、計算效率高，并能模擬材料微觀組織動態(tài)演化過程，所以越來越受到廣大材料研究工作者的青睞。本文主要工作內容包括以下部分：
　　確定合理的實驗方案，在Gleeble3800熱/力模擬試驗機上，對Ti-55鈦合金進行不同變形條件下的等溫熱壓縮試驗，根據實驗所獲得的真實應力-應變曲線及金相顯微組織分析技術，研究其熱變形過程中的熱力學行為及

3、動態(tài)再結晶行為，揭示不同變形條件對該金屬動態(tài)再結晶行為的影響規(guī)律。
　　學習元胞自動機法的基本原理及相關知識，深入了解元胞自動機法在材料微觀組織演化過程模擬的現狀，建立相應模型，生成初始晶粒組織，為后續(xù)動態(tài)再結晶過程模擬提供條件。
　　結合動態(tài)再結晶的物理理論知識，建立動態(tài)再結晶過程的元胞自動機模型，包括位錯密度演化模型、再結晶形核模型和再結晶晶粒長大動力學模型，在MATLAB軟件中編寫相應的核心運算程序，并進行調試。

4、>　　利用上述元胞自動機模型，將由等溫熱壓縮實驗所獲得的實驗結果帶入程序，模擬變形溫度為1050℃、應變速率為0.01mm/s條件下的動態(tài)再結晶過程，并與真實物理實驗結果作對比，驗證該元胞自動機模型的正確性。然后繼續(xù)模擬不同溫度和應變速率下的Ti-55鈦合金熱變形過程中微觀組織演化過程，分析變形參數對動態(tài)再結晶過程的影響規(guī)律。
　　結果表明：本文所建立的初始組織生成模型和動態(tài)再結晶模型能準確的模擬Ti-55高溫鈦合金在熱變形過程中