基于Monte Carlo法的模鍛葉片微觀組織演變過程研究.pdf

1、金屬材料在熱塑性變形過程中存在硬化與軟化兩個機制,其中動態(tài)再結晶是最重要的軟化機制。動態(tài)再結晶能夠改變熱塑性變形材料內部的晶粒組織,使已變形晶粒在動態(tài)轉變成無畸變的細小且均勻晶粒的同時消除或部分消除塑性變形帶來的加工硬化,進而改善或提高材料持續(xù)熱塑性變形的能力。因此,深入研究和掌握材料熱加工過程中的微觀組織演變規(guī)律,對于切實了解和預測變形溫度、變形速率、變形力等工藝參數(shù)對熱成形制件最終組織的影響具有重大的現(xiàn)實意義。
　　本論文根據(jù)

2、金屬材料熱變形理論和Monte Carlo(簡稱MC)隨機統(tǒng)計理論,建立了一個基于非均勻儲能分布的動態(tài)再結晶微觀組織演變模型,并利用 Matlab工具開發(fā)了一個仿真葉片錘上模鍛成形過程中微觀組織演變的應用系統(tǒng),借助該應用系統(tǒng)研究了變形溫度、應變速率、流動應力等熱力參數(shù)對葉片微觀組織動態(tài)演變的影響。結果表明:
　　(1)通過非均勻儲能分布和變化(驅動)可以決定MC-Potts模型中被選結點取向數(shù)的轉換概率,從而仿真變形金屬內部的再結

3、晶形核與長大現(xiàn)象。
　　(2)由不均勻儲能分布理論建立的再結晶概率模型,能夠較好地反映再結晶形核的潛在部位和再結晶晶粒的生長。
　　(3)再結晶形核臨界儲能判據(jù)的引入、由材料宏微觀參數(shù)共同決定再結晶形核速率和一個MC步中的形核數(shù)分配、借助能量的相對變化確定大角度晶界的遷移方向、以及在一個MC步中體現(xiàn)再結晶形核與再結晶晶粒生長并存等理論或技術的應用,使得論文建立的微觀組織演變模型更加接近工程實際。
　　(4)在編制動態(tài)再

4、結晶組織演變計算主程序中,通過解決諸如初始組織生成、熱力參數(shù)增量加載、儲能動態(tài)分配、MCS時間與物理時間的關聯(lián)、微觀組織展示、晶粒信息統(tǒng)計等技術難題,確保了所建系統(tǒng)在一定程度上較真實地揭示動態(tài)再結晶的基本特征及其演變過程。
　　(5)動態(tài)再結晶初始形核數(shù)與等效應變速率和等效塑性應變的關系極大,其次是等效應力,而變形溫度對再結晶形核數(shù)影響不大。各變形區(qū)熱力參數(shù)分布不均勻且隨時間步、錘擊數(shù)和變形量動態(tài)變化,導致模鍛結束后,葉片各區(qū)域內