基于元胞自動機法的材料晶粒長大和再結(jié)晶模擬.pdf

1、再結(jié)晶和晶粒長大過程是制作金屬材料最重要的物理冶金過程之一。經(jīng)過人們對再結(jié)晶現(xiàn)象的長期基礎(chǔ)研究，取得了很多研究成果，如定向形核和選擇生長理論、唯象理論等。但是，在其微觀結(jié)構(gòu)演化的解釋方面還存在許多問題。研究材料再結(jié)晶和晶粒長大過程的傳統(tǒng)試驗方法是金相觀察，既滯后、費時又不全面、精確，只能達(dá)到定性或半定量化的試驗研究要求?，F(xiàn)代計算機仿真技術(shù)為模擬金屬材料再結(jié)晶和晶粒長大過程以實現(xiàn)對其組織動態(tài)演變的數(shù)值模擬和圖像模擬提供了手段。

2、近年來，蒙特卡洛方法和元胞自動機方法成為材料再結(jié)晶和晶粒長大過程仿真研究的主要方法。相比蒙特卡洛法，元胞自動機法研究相對滯后，特別是在國內(nèi)剛剛起步，大量的模擬研究工作有待于開展。本論文正是應(yīng)用元胞自動機法對金屬再結(jié)晶及晶粒長大過程進(jìn)行了模擬。 基于元胞自動機法、材料再結(jié)晶理論和計算機仿真理論，通過計算機數(shù)值模擬和圖像分析技術(shù)相結(jié)合，本論文分別構(gòu)建了晶粒長大和再結(jié)晶模擬模型，利用Visual C++語言編制了相關(guān)程序，完成了再結(jié)

3、晶和晶粒長大過程的虛擬試驗及其組織變化規(guī)律的研究，取得了如下結(jié)論：通過分別對單一晶粒和總體晶粒形態(tài)變化的模擬研究，證明CA模型所模擬的單一晶粒長大行為和總體晶粒長大形為都符合晶粒長大理論及其規(guī)律，利用CA法模擬再結(jié)晶和晶粒長大是可行的；CA模型構(gòu)建時，合理地選擇元胞鄰居定義是必要的，Moore型鄰居定義是一種理想的模擬晶粒長大的元胞鄰居；采用所建模型模擬的再結(jié)晶微觀組織演變與平均晶粒尺寸的變化基本符合真實物理過程，模擬的再結(jié)晶晶粒長大動