300M钢保温过程晶粒长大的元胞自动机模拟

作者：夏祖瑜; 陈荣创; 洪橙; 郑志镇^*; 李建军

来源：塑性工程学报, 2018, 25(05): 73-79.

• 300M钢
• 晶粒长大
• 微观组织
• 元胞自动机

基于热激活机制、曲率驱动机制和能量耗散机制,建立了模拟300M钢晶粒长大的元胞自动机模型。分析了平均晶粒尺寸、相对晶粒尺寸分布和晶粒拓扑结构,发现晶粒尺寸随着时间的增加而增大,速率逐渐减缓;相对晶粒尺寸分布符合对数正态分布规律;六边形晶粒出现的频率最高。然后,通过300M钢加热保温实验,得到实际晶粒平均尺寸随保温时间和保温温度变化的规律,并与元胞自动机模拟结果对比,模拟结果平均误差为3. 7%。在此基础上,采用高温激光共聚焦显微镜原位观察300M钢连续的微观组织演变过程,结果发现,300M钢的晶粒长大是通过晶界迁移、吞噬周围小晶粒来实现。元胞自动机模拟的晶界迁移、晶粒长大过程与原位观察结果相符,说明建立的元胞自动机模型能准确模拟平均晶粒尺寸与晶粒拓扑形貌的演变。

• 单位
  华中科技大学; 材料成形与模具技术国家重点实验室