ОПИСАНИЕ ЭВОЛЮЦИИ ЗЕРЕННОЙ СТРУКТУРЫ В ПРОЦЕССЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Автор: Андрей Николаевич Подседерцев

Соавторы: Кондратьев Н.С.

Организация: ПНИПУ

В настоящее время в промышленности актуальной является проблема создания функциональных материалов с повышенными механическими характеристиками. Значительная часть деталей и конструкций изготавливается с применением термомеханической обработки, которая сопровождается существенным изменением микроструктуры. Наиболее перспективным для описания эволюции структуры в процессе деформирования является применение многоуровневых физически-ориентированных моделей [1].

В работе предложена модифицированная статистическая многоуровневая модель для описания термомеханической обработки поликристаллов с учетом динамической рекристаллизации [2]. Модификация модели заключалась в способе описания эволюционирующей зеренной структуры. Начальная зеренная структура поликристалла, передаваемая в расчетный модуль модели, генерируется с использованием метода, основанного на полиэдрах Лагерра, реализуемого в пакете Neper. Входными параметрами для генерации полиэдрической структуры являются распределение размеров и сферичности зерен. Каждый многогранник структуры описывает зерно. В статистической модели для описания рекристаллизации каждому зерну присваивается набор субзерен. В результате выполнения критерия рекристаллизации, субзерно, расположенное вблизи большеугловой границы, рассматривается как новое зерно, но без учета геометрической формы. Критерий заключается в том, что уменьшение локальной объемной энергии за счёт устранения дефектов должно превосходить увеличение зернограничной энергии в результате увеличения границы. Одной из главных задач модели было перестроение зеренной структуры при описании динамической рекристаллизации, в результате которой меняется форма зерен, размеры и их количество (рис.1). При достижении критического значения объемной доли рекристаллизованного материала повторно проводится генерация полиэдрической структуры с учетом новых зерен в Neper. После этого данные о структуре передаются обратно в расчетный модуль статистической модели, где проводится сопоставление зерен с использованием направленного перебора методом генетического алгоритма.