搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

晶粒生长演变相场法模拟界面表达的物理模型

宗亚平 吴艳 张宪刚 王明涛

晶粒生长演变相场法模拟界面表达的物理模型

宗亚平, 吴艳, 张宪刚, 王明涛
PDF
导出引用
导出核心图
  • 讨论了当前固态组织演变过程的相场法模拟模型,论证了相场法中界面的概念以及模型中界面的各种处理方法,以AZ31镁合金再结晶系统为例,研究了模型参数取值对界面特征的影响,提出了晶界作用域的概念,阐述了晶界作用域就是相场模型中界面处有序化变量的变化范围,其物理意义是界面能量的分布范围,并对应于成分界面偏析的范围.模拟得出,晶界作用域宽度主要由梯度项系数决定,晶界能则由梯度项系数和耦合项系数共同决定.对于AZ31镁合金,模拟研究了晶界作用域宽度取值的合理性和对显微组织影响的关系,得出取值为1.18 μm时,模拟符
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50471024,50771028)资助的课题.
    [1]

    Nestler B, Wheeler A A 2000 Physica D 138 114

    [2]

    Yang Y J, Wang J C, Zhang Y X, Zhu Y C, Yang G C 2009 Acta Phys. Sin. 58 2797 (in Chinese)[杨玉娟、 王锦程、 张玉祥、 朱耀产、 杨根仓 2009 物理学报 58 2797]

    [3]

    Li J J, Wang J C, Yang G C 2008 Chin. Phys. B 17 3516

    [4]

    Lu Y, Wang F, Zhu C S, Wang Z P 2006 Acta Phys. Sin. 55 780 (in Chinese) [路 阳、 王 帆、 朱昌盛、 王智平 2006 物理学报 55 780]

    [5]

    Guo W, Zong B Y, Wang G, Zuo L 2004 J. Mater. Sci. Technol. 20 245

    [6]

    Shen C, Chen Q, Wen Y H, Simmons J P, Wang Y Z 2004 Scripta Mater. 50 1029

    [7]

    Guo W, Zong Y P, Zuo L, Wang Y Z 2006 Acta Metal. Sin. 42 549 (in Chinese)[郭 巍、 宗亚平、 左 良、 王云志 2006 金属学报 42 549]

    [8]

    Krill Ⅲ C E, Chen L Q 2002 Acta Mater. 50 3057

    [9]

    Zhu J Z, Liu Z K, Vaithyanathan V, Chen L Q 2002 Script. Mater. 46 401

    [10]

    Wen Y H, Wang B, Simmons J P, Wang Y Z 2006 Acta Mater. 54 2087

    [11]

    Zhou Y M, He Y G, Lu A X, Wan Q 2009 Chin. Phys. B 18 3966

    [12]

    Cahn J W 1961 Acta Metall. 9 795

    [13]

    Gunton J D, Miguel M S, Sahni P S 1983 Phase Transitions and Critical Phenomena (London: Academic Press) pp267—466

    [14]

    Zhu J Z, Wang T, Ardell A J, Zhou S H, Liu Z K, Chen L Q 2004 Acta Mater. 52 2837

    [15]

    Fan D N, Chen L Q 1997 Acta Mater. 45 611

    [16]

    Chen D Q, Zheng Z Q, Liu Z Y, Li S C 2003 Acta Metal. Sin. 39 1238 (in Chinese) [陈大钦、 郑子樵、 刘祖耀、 李世晨 2003 金属学报 39 1238 ]

    [17]

    Wang M T, Zong B Y, Wang G 2009 Comput. Mater. Sci. 45 217

    [18]

    Zong Y P, Wang M T, Guo W 2009 Acta Phys. Sin. 58 S161 (in Chinese)[宗亚平、 王明涛、 郭 巍 2009 物理学报 58 S161]

    [19]

    Fan D N, Chen L Q, Chen S P 1997 Mater. Sci. Eng. A 238 78

    [20]

    Kim S G, Kim W T, Suzuki T 1999 Physica E 60 7186

    [21]

    Moreau G, Cornet J A, Calais D 1971 J. Nucl. Mater. 38 197

    [22]

    Liu R C, Wang L Y, Gu L G, Huang G S 2004 Forming Tech. Light Metals 32 22(in Chinese)[刘饶川、 汪凌云、 辜蕾钢、 黄光胜 2004 轻合金加工技术 32 22]

    [23]

    Gjostein N A, Rhines F N 1959 Acta Metall. 7 319

    [24]

    Frber B, Cadel E, Menand A, Schmitz G, Kirchheim R 2000 Acta Mater. 48 789

  • [1]

    Nestler B, Wheeler A A 2000 Physica D 138 114

    [2]

    Yang Y J, Wang J C, Zhang Y X, Zhu Y C, Yang G C 2009 Acta Phys. Sin. 58 2797 (in Chinese)[杨玉娟、 王锦程、 张玉祥、 朱耀产、 杨根仓 2009 物理学报 58 2797]

    [3]

    Li J J, Wang J C, Yang G C 2008 Chin. Phys. B 17 3516

    [4]

    Lu Y, Wang F, Zhu C S, Wang Z P 2006 Acta Phys. Sin. 55 780 (in Chinese) [路 阳、 王 帆、 朱昌盛、 王智平 2006 物理学报 55 780]

    [5]

    Guo W, Zong B Y, Wang G, Zuo L 2004 J. Mater. Sci. Technol. 20 245

    [6]

    Shen C, Chen Q, Wen Y H, Simmons J P, Wang Y Z 2004 Scripta Mater. 50 1029

    [7]

    Guo W, Zong Y P, Zuo L, Wang Y Z 2006 Acta Metal. Sin. 42 549 (in Chinese)[郭 巍、 宗亚平、 左 良、 王云志 2006 金属学报 42 549]

    [8]

    Krill Ⅲ C E, Chen L Q 2002 Acta Mater. 50 3057

    [9]

    Zhu J Z, Liu Z K, Vaithyanathan V, Chen L Q 2002 Script. Mater. 46 401

    [10]

    Wen Y H, Wang B, Simmons J P, Wang Y Z 2006 Acta Mater. 54 2087

    [11]

    Zhou Y M, He Y G, Lu A X, Wan Q 2009 Chin. Phys. B 18 3966

    [12]

    Cahn J W 1961 Acta Metall. 9 795

    [13]

    Gunton J D, Miguel M S, Sahni P S 1983 Phase Transitions and Critical Phenomena (London: Academic Press) pp267—466

    [14]

    Zhu J Z, Wang T, Ardell A J, Zhou S H, Liu Z K, Chen L Q 2004 Acta Mater. 52 2837

    [15]

    Fan D N, Chen L Q 1997 Acta Mater. 45 611

    [16]

    Chen D Q, Zheng Z Q, Liu Z Y, Li S C 2003 Acta Metal. Sin. 39 1238 (in Chinese) [陈大钦、 郑子樵、 刘祖耀、 李世晨 2003 金属学报 39 1238 ]

    [17]

    Wang M T, Zong B Y, Wang G 2009 Comput. Mater. Sci. 45 217

    [18]

    Zong Y P, Wang M T, Guo W 2009 Acta Phys. Sin. 58 S161 (in Chinese)[宗亚平、 王明涛、 郭 巍 2009 物理学报 58 S161]

    [19]

    Fan D N, Chen L Q, Chen S P 1997 Mater. Sci. Eng. A 238 78

    [20]

    Kim S G, Kim W T, Suzuki T 1999 Physica E 60 7186

    [21]

    Moreau G, Cornet J A, Calais D 1971 J. Nucl. Mater. 38 197

    [22]

    Liu R C, Wang L Y, Gu L G, Huang G S 2004 Forming Tech. Light Metals 32 22(in Chinese)[刘饶川、 汪凌云、 辜蕾钢、 黄光胜 2004 轻合金加工技术 32 22]

    [23]

    Gjostein N A, Rhines F N 1959 Acta Metall. 7 319

    [24]

    Frber B, Cadel E, Menand A, Schmitz G, Kirchheim R 2000 Acta Mater. 48 789

  • [1] 张玉祥, 王锦程, 杨根仓, 周尧和. 相场法模拟弹性场对沉淀相变组织演化及相平衡成分的影响. 物理学报, 2006, 55(5): 2433-2438. doi: 10.7498/aps.55.2433
    [2] 张宪刚, 宗亚平, 吴艳. 相场再结晶储能释放模型与显微组织演变的模拟研究. 物理学报, 2012, 61(8): 088104. doi: 10.7498/aps.61.088104
    [3] 陈盘训, 牟维兵. 用蒙特卡罗法计算X射线在重金属界面的剂量增强系数. 物理学报, 2001, 50(2): 189-192. doi: 10.7498/aps.50.189
    [4] 孙志, 王暄, 韩柏, 宋伟, 张冬, 郭翔宇, 雷清泉. 静电力显微镜研究二相材料及其界面介电特性. 物理学报, 2013, 62(3): 030703. doi: 10.7498/aps.62.030703
    [5] 孔光临, 曾湘波, 许 颖, 刁宏伟, 廖显伯, 郝会颖. 非晶/微晶两相硅薄膜电池的计算机模拟. 物理学报, 2005, 54(7): 3370-3374. doi: 10.7498/aps.54.3370
    [6] 张杨, 宋晓艳, 徐文武, 张哲旭. SmCo7纳米晶合金晶粒组织热稳定性的热力学分析与计算机模拟. 物理学报, 2012, 61(1): 016102. doi: 10.7498/aps.61.016102
    [7] 宗亚平, 王明涛, 郭巍. 再结晶和外力场下第二相析出的相场法模拟. 物理学报, 2009, 58(13): 161-S168. doi: 10.7498/aps.58.161
    [8] 蔡启舟, 魏伯康, 陈立亮, 龙文元. 相场法模拟多元合金过冷熔体中的枝晶生长. 物理学报, 2006, 55(3): 1341-1345. doi: 10.7498/aps.55.1341
    [9] 王明光, 赵宇宏, 任娟娜, 穆彦青, 王伟, 杨伟明, 李爱红, 葛洪浩, 侯华. 相场法模拟NiCu合金非等温凝固枝晶生长. 物理学报, 2011, 60(4): 040507. doi: 10.7498/aps.60.040507
    [10] 王陶, 李俊杰, 王锦程. 界面润湿性及固相体积分数对颗粒粗化动力学影响的相场法研究. 物理学报, 2013, 62(10): 106402. doi: 10.7498/aps.62.106402
    [11] 杨 弘, 张清光, 陈 民. 热扰动对过冷熔体中二次枝晶生长影响的相场法模拟. 物理学报, 2005, 54(8): 3740-3744. doi: 10.7498/aps.54.3740
    [12] 蔡启舟, 陈立亮, 龙文元, 吕冬兰, 夏春, 潘美满. 强迫对流影响二元合金非等温凝固枝晶生长的相场法模拟. 物理学报, 2009, 58(11): 7802-7808. doi: 10.7498/aps.58.7802
    [13] 罗海滨, 李俊杰, 马渊, 郭春文, 王锦程. 粗化过程中颗粒界面形状演化的三维多相场法研究. 物理学报, 2014, 63(2): 026401. doi: 10.7498/aps.63.026401
    [14] 路 阳, 王 帆, 朱昌盛, 王智平. 等温凝固多晶粒生长相场法模拟. 物理学报, 2006, 55(2): 780-785. doi: 10.7498/aps.55.780
    [15] 陈玉娟, 陈长乐. 相场法模拟对流速度对上游枝晶生长的影响. 物理学报, 2008, 57(7): 4585-4589. doi: 10.7498/aps.57.4585
    [16] 李梅娥, 杨根仓, 周尧和. 二元合金高速定向凝固过程的相场法数值模拟. 物理学报, 2005, 54(1): 454-459. doi: 10.7498/aps.54.454
    [17] 魏承炀, 李赛毅. 温度梯度对晶粒生长行为影响的相场模拟. 物理学报, 2011, 60(10): 100701. doi: 10.7498/aps.60.100701
    [18] 张军, 陈文雄, 郑成武, 李殿中. -相变中不同晶界特征下铁素体生长形貌的相场模拟. 物理学报, 2017, 66(7): 070701. doi: 10.7498/aps.66.070701
    [19] C. BECKERMANN, A. KARMA, 于艳梅, 杨根仓, 赵达文, 吕衣礼. 过冷熔体中枝晶生长的相场法数值模拟. 物理学报, 2001, 50(12): 2423-2428. doi: 10.7498/aps.50.2423
    [20] 马健泰, 张佩峰, 刘 军, 贺德衍, 郑小平. 薄膜外延生长的计算机模拟. 物理学报, 2004, 53(8): 2687-2693. doi: 10.7498/aps.53.2687
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  3899
  • PDF下载量:  819
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-07-06
  • 修回日期:  2010-08-18
  • 刊出日期:  2011-06-15

晶粒生长演变相场法模拟界面表达的物理模型

  • 1. (1)东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳 110004; (2)东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳 110004;沈阳化工大学数理系,沈阳 110142; (3)山西太钢不锈钢股份有限公司,太原 030003
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 50471024,50771028)资助的课题.

摘要: 讨论了当前固态组织演变过程的相场法模拟模型,论证了相场法中界面的概念以及模型中界面的各种处理方法,以AZ31镁合金再结晶系统为例,研究了模型参数取值对界面特征的影响,提出了晶界作用域的概念,阐述了晶界作用域就是相场模型中界面处有序化变量的变化范围,其物理意义是界面能量的分布范围,并对应于成分界面偏析的范围.模拟得出,晶界作用域宽度主要由梯度项系数决定,晶界能则由梯度项系数和耦合项系数共同决定.对于AZ31镁合金,模拟研究了晶界作用域宽度取值的合理性和对显微组织影响的关系,得出取值为1.18 μm时,模拟符

English Abstract

参考文献 (24)

目录

    /

    返回文章
    返回