300M鋼在航空航天領域內被廣泛用于制造各種關鍵結構件,國內外學者對其微觀組織演變開展了大量的實驗和理論研究,取得了眾多成果。但是,這些研究大多集中在建立基于實驗數據的數學模型或基于物理化學機制的理論模型,對熱變形過程中微觀組織形貌及演變過程的研究較少,而成形過程中的微觀組織演變對控制工件性能有著重要作用。從晶粒演化的角度深入探討高強鋼微觀組織演變機制,從而建立微觀組織演變模型,實現對高強鋼微觀組織演變過程的精確模擬,對高強鋼微觀組織控制具有重要意義。因此,本文基于元胞自動機方法模擬300M鋼在不同變形條件下的微觀組織演變過程,對模擬結果進行分析討論,并結合實驗數據對比驗證。首先,在Gleeble試驗機上開展了300M鋼等溫壓縮實驗,得到300M鋼在應變速率為0.01¹0s^-1和變形溫度為1050¹150℃條件下的應力應變曲線。基于實驗數據和回歸分析方法,建立了300M鋼的高溫流變應力模型,提取出建立元胞自動機模型所需的材料參數。然后,結合晶粒長大過程中熱激活理論、晶界曲率驅動機制和能量耗散理論建立了300M鋼保溫過程晶... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：93 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

00M鋼奧氏體晶粒尺寸等值線圖

寸以及晶粒邊數的變化。Geiger 等[37]將熱力學機制引入到元胞自動機模型中，假定系統元胞具有熱力學能，并且能量滿足 Maxwell-Boltzmann 分布，而晶界能主要取決于相鄰晶粒之間的取向差，系統討論了溫度、晶粒取向差、激活能以及晶界能對晶粒長大的影響。Yu 等[38]利用元胞自動機對晶粒的異常長大開展研究，模擬結果與實驗數據相符。Ye 等[39]在元胞自動機模型中引入局部過渡函數，建立了奧氏體晶粒異常長大的三維模型，模型考慮了能量各異性以及晶界流動性，有利于加深理解晶粒異常長大。He 等[40, 41]使用基于最低能量原理的元胞自動機模型研究晶粒長大過程，模型設定元胞將向降至系統能量的方向轉變。模擬結果顯示晶粒長大動力學滿足 Burke 方程，并且生長指數為 2。Raghavan 等[42]在 CA 模型中用高度函數來計算曲率，模擬晶粒長大更加精準。Wang 等[43]則通過 CA 模型研究了不同邊數的晶粒在長大過程的變化，四邊形晶粒逐漸縮小，如圖所示。

圖 1.3 在不同尺寸第二相粒子條件下的微觀組織[46]王浩等[47]在模擬退火算法的基礎上加入能量起伏概率性機制，建立了模擬的 CA 模型，并用其模擬了等溫退火條件下的晶粒長大。李旭等[48]則利用研究了晶界遷移率即晶界能各向異性對于晶粒長大的影響，研究發(fā)現各向下的晶粒長大速率較各向同性時的慢，相對晶粒尺寸分布也偏離了正太分比起晶界遷移率，晶界能各向異性對晶粒生長的影響更大。Davies 等[49]研究了不同鄰居類型對晶粒再結晶過程的影響，研究結果顯示mann 鄰居類型和 Moore 鄰居類型對 JMAK 方程的時間常數沒有影響，模型模擬了 AA1050 的靜態(tài)再結晶，模擬結果與實驗數據相吻合。Ding 等[50]將 CA 模型用來模擬熱加工過程中的動態(tài)再結晶，將動態(tài)再結晶理引入到 CA 模型之中。假定組織內晶粒初始位錯密度相同，且形核只發(fā)

【參考文獻】：
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碩士論文
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[5]TC4-DT鈦合金熱變形行為及顯微組織演變的模擬研究[D]. 劉誠.南昌航空大學 2015
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[8]300M鋼的熱態(tài)變形特性及其動態(tài)再結晶模型研究[D]. 劉凱.南昌航空大學 2012
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本文編號：3141153