基于元胞自动机的三维晶粒长大动力学研究（英文）

作者：李伟; 楚志兵^*; 王环珠; 苏辉; 薛春; 帅美荣; 李玉贵; 马立峰

来源：稀有金属材料与工程, 2020, 49(12): 4088-4096.

• 三维晶粒
• 转变规则
• 晶粒尺寸分布
• 晶粒长大动力学

基于热力学转换机制和能量跃迁原理,采用Metropolis算法改进的元胞自动机模型,对AZ31镁合金三维晶粒长大过程进行仿真研究,并对其晶粒尺寸与晶粒长大动力学进行统计分析。仿真结果表明:采用改进转变规则后的元胞自动机模型更加接近于实际三维晶粒的正常长大过程。在模拟过程中,系统总自由能降低,不同时刻晶粒尺寸均呈现正态分布。晶粒直径与平均晶粒直径的比值R/Rm≈1.0的晶粒分布最多,满足晶粒演变最小能量准则。分析晶粒长大动力学可知,三维晶粒长大遵循晶粒演变过程中平均晶粒尺寸随时间变化的关系,晶粒长大指数为0.479 41,非常接近于理论值0.5。通过实验对AZ31镁合金保温过程中晶粒尺寸变化规律进行研究,验证了建立的三维元胞自动机模型的可靠性与准确性。

• 单位
  太原科技大学; 暨南大学; 建筑工程学院