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金属塑性变形微观结构对再结晶动力学的影响:相场研究
Acta Materialia ( IF 8.3 ) Pub Date : 2022-09-04 , DOI: 10.1016/j.actamat.2022.118332 Ahmed Hamed , Sreekar Rayaprolu , Grethe Winther , Anter El-Azab
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更新日期:2022-09-09
Acta Materialia ( IF 8.3 ) Pub Date : 2022-09-04 , DOI: 10.1016/j.actamat.2022.118332 Ahmed Hamed , Sreekar Rayaprolu , Grethe Winther , Anter El-Azab
金属中再结晶动力学对微观结构和变形历史的不均匀性的敏感性是一个被广泛接受的实验事实。然而,大多数可用的再结晶模型采用平均场方法或使用晶粒平均参数,因此忽略了由先前变形引起的细观异质性。在本研究中,我们使用相场方法研究了变形引起的位错(亚晶)结构对金属再结晶动力学的影响。这里的主要焦点是位错单元边界的作用。相场模型的自由能公式通过将局部能量分配给从实验数据产生的位错微观结构实现来解释微观结构的异质性。这些微结构实现是使用几何必要和偶然位错边界的间距和取向错误角的通用比例定律创建的。得到的自由能用于基于 Allen-Cahn 的再结晶动力学模型,该模型使用有限元法求解。由此获得的解决方案揭示了变形的空间异质性在再结晶核的非平滑生长和最终晶粒结构中的关键作用。结果表明,与实验结果一致,再结晶前沿的形貌呈现出凸起和凹陷。通过解析亚晶粒结构,所提出的算法为开发完全解释再结晶金属变形状态的预测动力学模型铺平了道路。
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