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粒子激发形核的再结晶元胞自动机模型与仿真关小军1,2,麻晓飞3,王丽君1,21. 山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室2. 山东大学材料科学与工程学院3. 临沂大学工学院摘 要:为了模拟受到大粒子激发形核效应和非均匀储能分布影响的静态再结晶过程,利用元胞自动机方法提出了一个静态再结晶模型,且以仅含有析出相粒子(尺寸为1μm)的铁素体钢为研究对象进行了仿真研究.结果表明:大粒子的PSN效应及其减小再结晶平均晶粒尺寸的作用得以仿真;模拟的静态再结晶过程更好地再现了相关实验和理论所揭示的特征和动力学规律.本文特色在于,综合考虑非均匀储能分布和PSN效应影响的再结晶建模.关键词:元胞自动机;再结晶;粒子激发形核;建模;仿真;......
不同热加工工艺对Al-Mg-Si-Cu合金板材力学性能和组织的影响张艳,郭明星,邢辉,王斐,汪小锋,张济山,庄林忠北京科技大学新金属材料国家重点实验室摘 要:通过拉伸实验,并利用OM,SEM,TEM观察以及EBSD测试手段,研究了不同热加工工艺对Al-Mg-Si-Cu系合金板材力学性能和组织,包括织构的影响规律.结果表明,热加工工艺的变化对T4P预时效态合金的强度和应变硬化指数n基本无影响,但是对平均塑性应变比r,平面各向异性度Δr以及不同方向延伸率影响显著;热轧之后首先进行一定量的冷轧变形然后再进行退火处理获得的合金板材(工艺II)较热轧后直接进行退火处理(工艺I)获得的合金板材在固溶之后的成形性能要好,r可达0.6187,同时各向异性明显减小;虽然工艺I处理的合金板材固溶过程中PSN效应显著,但是......
中PSN作用非常微弱[9], 因此3#样品中由PSN导致的Cube+ND20和P组分的取向密度降低, 再结晶织构较弱. 冷轧前进行过时效处理后, 在基体上析出大量Mg2Si粒子[15], PSN效应显著加强, 因此导致2#样品再结晶织构中的Cube+ND20组分明显加强. 1#样品为热轧后不经中间处理而直接冷轧, 然后进行再结晶退火. 在热轧及随后的冷却过程中, 除粒状的第二相外, 还会析出极为细小弥散的针状Mg2Si[16], 这就使基体中能发生PSN的较大尺寸粒状第二相的数量减少, PSN效应减弱, 所以Cube+ND15织构组分较2#样品再结晶织构中的Cube+ND20组分弱. 由此可知, 预先热处理是通过改变第二相的析出状态及冷轧织构组态而影响再结晶织构的. 图5 经3种不同预先热处理样品冷轧后的显微组织 Fig.5 Microstructures......
形核(PSN)现象已经得到广泛研究.研究普遍认为,粒径超过1 μm且分布距离适中的硬粒子可以对再结晶产生粒子激发形核效应[5],通过粒子激发形核效应提高再结晶形核率,可减小再结晶的晶粒粒径,得到细小均匀的组织,提高合金的力学性能.Ce是一种有效的晶粒细化剂,添加Ce元素可以生成1种粒子,这种粒子可以促进热变形过程中的动态再结晶形核且抑制再结晶晶粒的长大[6].目前,对AZ系列镁合金中添加Ce元素已有大量研究,但很少见到将Ce元素添加到Mg-Gd-Y-Zr合金中的研究,尤其是Ce元素对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和热变形行为的影响尚未见报道.为此,本文作者主要研究Mg-5.5Gd-4.5Y-1Nd- xCe-1Zr(x=0和0.2%,质量分数) 2种合金(分别命名为A和B合金)的组织和高温塑性变形行为,以期通过添加Ce元素得到一种粒子,从而在热变形过程中产生PSN效应,得到细小均匀的晶粒组织......
,发生再结晶,通常,无第二相粒子的再结晶织构主要由立方织构构成,但对于含大量第二相粒子的铝合金,由于第二相粒子促进了再结晶晶核的形成(即PSN机制),再结晶形核机制有所改变,故再结晶织构的组分也发生了改变.在对7050-T7451厚板纵向面的扫描中,发现了较多的第二相粒子(见图2),所产生的PSN效应必定会对再结晶织构造成明显的影响.关于由PSN机制控制的再结晶织构,人们有不同的看法...的大量第二相粒子一致.中心层织构中有大量β取向轧制织构则说明发生的是不完全再结晶,厚板中心储能较小,并且Zr元素富集[6,12],有效地抑制了再结晶的发生.外层第二相粒子较少,PSN机制影响较小,但轧制过程中储存了大量的能量,形核机制主要为立方带形核[17],再结晶晶粒为立方取向. 强度沿厚度方向不均匀与铸锭组织不均匀及淬火敏感性有关[6?7,18].铸锭组织包括晶粒大小,形状,取向及合金元素分......