基于晶界迁移率与晶界能各向异性的晶粒生长元胞自动机-材料与测试网.PDF

第 卷 第 期 机 械 工 程 材 料 ３６ ７ Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．７ 　 　 　 　 　 　 年 月 ２０１２ ７ Ｊｕｌ． ２０１２ 　 Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ 　 　 　 ｇ ｇ 基于晶界迁移率与晶界能各向异性 的晶粒生长元胞自动机模拟 李 旭，周 清，陈明和，王小芳 （南京航空航天大学机电学院，南京 ２１００１６） 摘 要：基于晶粒长大的理论模型，结合曲率机制与概率性转变规则，建立了晶界迁移率与晶界 　 能各向异性条件下的二维元胞自动机模型，利用该模型对晶粒等温条件下的生长过程进行了模拟， 分析了晶粒长大的组织演变与动力学特征、晶粒尺寸和晶粒边数的分布，对比了晶界迁移率各向异 性、晶界能各向异性对晶粒生长的影响。结果表明：晶界迁移率与晶界能各向异性条件下晶粒形态 演变遵循晶粒正常长大的规律，相对晶粒尺寸偏离正态分布，晶粒边数分布不具有时间不变性特 点，小角度取向差三叉晶界平衡角偏离 ；与各向同性相比，晶界迁移率与晶界能各向异性条件 １２０° 下晶粒的生长速率明显减慢，单独考虑晶界迁移率各向异性对晶粒生长的影响不大，晶界能各向异 性对晶粒生长的影响大于晶界迁移率各向异性的影响；模拟结果符合晶粒生长动力学理论和相关 文献的结论。 关键词：晶粒长大；各向异性；元胞自动机；模拟 中图分类号： 文献标志码： 文章编号： （ ） ＴＧ１１１ Ａ １０００３７３８２０１２０７００８２０６ 　　　 　　　 犆犲犾犾狌犾犪狉犃狌狋狅犿犪狋犪犛犻犿狌犾犪狋犻狅狀犳狅狉犌狉犪犻狀犌狉狅狑狋犺犅犪狊犲犱狅狀 犃狀犻狊狅狋狉狅犻犮犌狉犪犻狀犅狅狌狀犱犪狉犕狅犫犻犾犻狋犪狀犱犌狉犪犻狀犅狅狌狀犱犪狉犈狀犲狉 狆 狔 狔 狔 犵狔 ， ， ， 犔犐犡狌 犣犎犗犝 犻狀 犆犎犈犖犕犻狀犺犲犠犃犖犌犡犻犪狅犳犪狀 犙 犵 犵 犵 （ ， ， ， ） ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ Ｎａｎｉｎ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓＮａｎｉｎ ２１００１６Ｃｈｉｎａ ｇ ｇ ｊｇ ｙ ｊｇ ：