Nimonic 80A高温合金热变形组织元胞自动机模拟
发布时间：2020-12-18 12:41
Nimonic 80A高温合金是一种典型的镍基合金,由于在高温下具有十分优异的强度以及抗蠕变能力、抗氧化能力以及抗腐蚀能力,而被广泛应用于制造涡轮叶片、燃气轮机、螺栓以及衬套等方面。另一方面,由于其过高的强度,制造过程通常较困难。通常在热状态下进行加工。而在高温受热变形时,材料内部通常会存在很多变形机制,如加工硬化、动态回复、动态再结晶、静态回复、静态再结晶和亚动态再结晶等。这些变形机制对材料变形过程中微观组织的变化都有着重要的影响,因此为了合理地控制材料最终的性能,对材料的热加工过程进行研究显得至关重要。而在实际过程中,材料内部的微观机制难以直接观测,在定量研究微观组织的演化方面一直停留在理论公式。计算材料学的诞生有效的解决了这一问题,通过结合实际过程的数值计算,预测并指导实际加工过程,能够节省大量的实验成本以及人力物力。本文针对Nimonic 80A高温合金在单道次和双道次热压缩加工过程中的内部组织变化进行了元胞自动机（CA）建模,并且分别模拟了晶粒长大过程、动态再结晶过程以及静态再结晶过程,主要研究内容和结论如下:1.基于热激活机制、曲率驱动机制和能量最低原理,建立Nimonic...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究现状
1.1.1 Nimonic80A高温合金简介
1.1.2 热压缩过程微观组织研究进展
1.1.3 微观组织介观尺度模拟研究进展
1.2 本文主要研究内容及意义
2 元胞自动机模拟方法
2.1 元胞自动机的原理
2.1.1 CA的基本思想
2.1.2 CA的构成
2.1.3 CA的特点
2.1.4 CA的分类
2.2 元胞自动机在微观组织模拟中的应用
2.2.1 CA在晶粒长大模拟过程中的应用
2.2.2 CA在动态再结晶模拟过程中的应用
2.2.3 CA在静态再结晶模拟过程中的应用
2.3 本章小结
3 Nimonic80A合金晶粒长大CA模拟及结果分析
3.1 建模过程
3.1.1 晶界转变概率
3.1.2 晶界迁移速度
3.1.3 晶界能
3.1.4 曲率驱动转变规则
3.1.5 CA模型的建立及程序编制
3.2 模拟结果分析
3.2.1 微观组织演化
3.2.2 平均晶粒尺寸随时间的变化及动力学验证
3.2.3 相对晶粒尺寸分布
3.2.4 晶粒长大过程边数的分布
3.3 实验验证
3.4 本章小结
4 Nimonic80A合金动态再结晶CA模拟及结果分析
4.1 建模过程
4.1.1 热加工过程位错密度演化
4.1.2 动态再结晶形核模型及其修正
4.1.3 晶粒长大模型
4.1.4 再结晶前沿位错密度模型
4.1.5 CA模型的建立及程序编制
4.2 实验过程及模型参数的确定
4.3 模拟结果分析及实验验证
4.3.1 微观组织随时间的演变
4.3.2 热变形参数对微观组织的影响
4.4 本章小结
5 Nimonic80A合金静态再结晶CA模拟及结果分析
5.1 建模过程
5.1.1 静态回复阶段位错密度模型
5.1.2 孕育期模型
5.1.3 静态再结晶形核率模型
5.1.4 晶粒长大模型
5.1.5 CA模型的建立及程序编制
5.2 实验过程及模型参数的确定
5.3 模拟结果分析及实验验证
5.3.1 静态回复阶段位错密度的变化
5.3.2 热变形参数对微观组织的影响
5.3.3 实验验证
5.4 本章小结
6 Nimonic80A合金亚动态再结晶CA模拟及结果分析
6.1 建模过程
6.1.1 第一道次变形
6.1.2 变形间隙过程
6.1.3 第二道次变形
6.2 实验过程
6.3 模拟结果分析及实验验证
6.4 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：2924017
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究现状
1.1.1 Nimonic80A高温合金简介
1.1.2 热压缩过程微观组织研究进展
1.1.3 微观组织介观尺度模拟研究进展
1.2 本文主要研究内容及意义
2 元胞自动机模拟方法
2.1 元胞自动机的原理
2.1.1 CA的基本思想
2.1.2 CA的构成
2.1.3 CA的特点
2.1.4 CA的分类
2.2 元胞自动机在微观组织模拟中的应用
2.2.1 CA在晶粒长大模拟过程中的应用
2.2.2 CA在动态再结晶模拟过程中的应用
2.2.3 CA在静态再结晶模拟过程中的应用
2.3 本章小结
3 Nimonic80A合金晶粒长大CA模拟及结果分析
3.1 建模过程
3.1.1 晶界转变概率
3.1.2 晶界迁移速度
3.1.3 晶界能
3.1.4 曲率驱动转变规则
3.1.5 CA模型的建立及程序编制
3.2 模拟结果分析
3.2.1 微观组织演化
3.2.2 平均晶粒尺寸随时间的变化及动力学验证
3.2.3 相对晶粒尺寸分布
3.2.4 晶粒长大过程边数的分布
3.3 实验验证
3.4 本章小结
4 Nimonic80A合金动态再结晶CA模拟及结果分析
4.1 建模过程
4.1.1 热加工过程位错密度演化
4.1.2 动态再结晶形核模型及其修正
4.1.3 晶粒长大模型
4.1.4 再结晶前沿位错密度模型
4.1.5 CA模型的建立及程序编制
4.2 实验过程及模型参数的确定
4.3 模拟结果分析及实验验证
4.3.1 微观组织随时间的演变
4.3.2 热变形参数对微观组织的影响
4.4 本章小结
5 Nimonic80A合金静态再结晶CA模拟及结果分析
5.1 建模过程
5.1.1 静态回复阶段位错密度模型
5.1.2 孕育期模型
5.1.3 静态再结晶形核率模型
5.1.4 晶粒长大模型
5.1.5 CA模型的建立及程序编制
5.2 实验过程及模型参数的确定
5.3 模拟结果分析及实验验证
5.3.1 静态回复阶段位错密度的变化
5.3.2 热变形参数对微观组织的影响
5.3.3 实验验证
5.4 本章小结
6 Nimonic80A合金亚动态再结晶CA模拟及结果分析
6.1 建模过程
6.1.1 第一道次变形
6.1.2 变形间隙过程
6.1.3 第二道次变形
6.2 实验过程
6.3 模拟结果分析及实验验证
6.4 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：2924017
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/2924017.html
教材专著
