考虑粒子阻碍效应的再结晶元胞自动机模型-东北大学学报.PDFVIP

第３５卷第８期 东 北 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．８ ２０１４年 ８月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ａｕｇ．２０１４ 　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－３０２６．２０１４．０８．０１８ 考虑粒子阻碍效应的再结晶元胞自动机模型 １ １，２ 关小军 ，麻晓飞 （１山东大学 材料科学与工程学院，山东 济南　２５００６１；２临沂大学 工学院，山东 临沂　２７６００５） 摘　　　要：为了更合理地仿真第二相粒子材料的再结晶过程，在单相材料再结晶元胞自动机模型中引入 Ｚｅｎｅｒ亚晶长大阻力和小粒子钉扎晶界的元胞取向转换规则，创建了细小的第二相粒子材料的再结晶元胞自 动机模型，实现了铁素体钢板的再结晶退火过程仿真．结果表明：所建模型全面考虑了变温－回复、晶粒变形 储能不均、亚晶异常长大形核机制和小粒子阻碍效应的综合影响，模拟的组织演变及其动力学分析揭示了与 理论和实际相符的规律：小粒子尺寸越小、数量越多，再结晶抑制效应越强，再结晶的孕育期及过程越长． 关　键　词：再结晶；仿真模型；元胞自动机；小粒子；晶界钉扎 中图分类号：ＴＧ１１１７　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００５－３０２６（２０１４）０８－１１４１－０６ ＭｏｄｅｌｉｎｇｏｆＲｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＭａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄＦｉｎｅ ＰａｒｔｉｃｌｅｓｂｙＣｅｌｌｕｌａｒＡｕｔｏｍａｔｏｎＭｅｔｈｏｄ １ １，２ ＧＵＡＮＸｉａｏｊｕｎ，ＭＡＸｉａｏｆｅｉ （１ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５００６１，Ｃｈｉｎａ；２Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，ＬｉｎｙｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｉｎｙｉ２７６００５，Ｃｈｉｎａ．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ：ＧＵＡＮＸｉａｏｊｕｎ，ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，Ｅｍａｉｌ： ｘｊｇｕａｎ＠ｓｄｕ．ｅｄｕ．ｃｎ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒａｔｉｏｎａｌｌｙｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｓｅｃｏｎｄ ｐｈａｓｅｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ａｃｅｌｌｕｌａｒａｕｔｏｍａｔａｍｏｄｅｌｆｏｒｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｉｎｇｌｅｐｈａｓｅｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｔｉｎｙ ｓｅｃｏｎｄｐｈａｓｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｓｃｒｅａｔｅｄｂｙｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇｔｈｅＺｅｎｅｒｆｏｒｃｅｔｏｒｅｓｉｓｔｓｕｂｇｒａｉｎｇｒｏｗｔｈａｎｄ ｔｈｅｒｕｌｅｏｆｃｅｌｌｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｇｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｙｐｉｎｎｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｎｅａｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｆｅｒｒｉｔｉｃｓｔｅｅｌｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｏｄｅｌｆｕｌｌｙｃｏｎｓｉｄｅｒ ｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒｅｃｏｖｅｒｙａｔｖａｒｉａｂｌｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍｄｅｆｏｒｍｉｎｇｓｔｏｒａｇｅｅｎｅｒｇｙ， ａｂｎｏｒｍａｌｎｕｃｌｅａｔｉｏｎａｎｄｇｒｏｗｔｈｏｆｓｕｂｇｒａｉｎ，ａｎｄｉｍｐｅｄｉｎｇｂｙｆｉｎｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｏｎｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ， ａｎｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｉｒｄｙｎａｍｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｒｅｖｅａｌｓｔｈｅｓａｍｅｌａｗｓｂｏｔｈ ｉｎｔｈｅｏｒｉｅｓａｎｄｉｎｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈａｔｉｓ，ｔｈｅｓｍａｌｌｅｒｉｓｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅａｎｄｔｈｅｍｏｒｅｉｓｉｔｓｎｕｍｂｅｒ，ｔｈｅ ｓｔｒｏｎｇｅｒｉｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆ