基于元胞自動(dòng)機(jī)法的材料晶粒長(zhǎng)大和再結(jié)晶模擬.pdf

1、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大過(guò)程是制作金屬材料最重要的物理冶金過(guò)程之一。經(jīng)過(guò)人們對(duì)再結(jié)晶現(xiàn)象的長(zhǎng)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(zhǎng)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(wèn)題。研究材料再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大過(guò)程的傳統(tǒng)試驗(yàn)方法是金相觀察，既滯后、費(fèi)時(shí)又不全面、精確，只能達(dá)到定性或半定量化的試驗(yàn)研究要求?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為模擬金屬材料再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大過(guò)程以實(shí)現(xiàn)對(duì)其組織動(dòng)態(tài)演變的數(shù)值模擬和圖像模擬提供了手段。

2、近年來(lái)，蒙特卡洛方法和元胞自動(dòng)機(jī)方法成為材料再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大過(guò)程仿真研究的主要方法。相比蒙特卡洛法，元胞自動(dòng)機(jī)法研究相對(duì)滯后，特別是在國(guó)內(nèi)剛剛起步，大量的模擬研究工作有待于開(kāi)展。本論文正是應(yīng)用元胞自動(dòng)機(jī)法對(duì)金屬再結(jié)晶及晶粒長(zhǎng)大過(guò)程進(jìn)行了模擬。 基于元胞自動(dòng)機(jī)法、材料再結(jié)晶理論和計(jì)算機(jī)仿真理論，通過(guò)計(jì)算機(jī)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(zhǎng)大和再結(jié)晶模擬模型，利用Visual C++語(yǔ)言編制了相關(guān)程序，完成了再結(jié)

3、晶和晶粒長(zhǎng)大過(guò)程的虛擬試驗(yàn)及其組織變化規(guī)律的研究，取得了如下結(jié)論：通過(guò)分別對(duì)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(zhǎng)大行為和總體晶粒長(zhǎng)大形為都符合晶粒長(zhǎng)大理論及其規(guī)律，利用CA法模擬再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大是可行的；CA模型構(gòu)建時(shí)，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(zhǎng)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(shí)物理過(guò)程，模擬的再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大動(dòng)