一、连续冷却过程中低碳钢奥氏体→铁素体相变的元胞自动机模拟（论文文献综述）
任鑫,窦春岳,高志玉,庄达,齐鹏涛,何维[1]（2021）在《热处理数值模拟技术的研究进展》文中研究指明制造业的发展可提升一个国家的综合竞争力,其中金属材料发挥了重要作用。而热处理作为改善金属材料使用性能的重要基础工序,存在影响因素多、研发周期长的问题。因此,优化工艺,缩短周期,提高效率和质量是十分必要的。传统的热处理工艺,多凭经验而定,具有一定的盲目性、成本高和效率低等缺点。计算机与热处理技术的结合打破了这一瓶颈,使热处理过程"可视化"—可以观测到工艺参数对组织、性能的影响,使工艺优化有据可依,节省了大量能源及时间,缩短了研发周期,提升了生产效率。此外,还可实现对热处理相变机理的研究,深入分析相变对使用性能的影响。目前,在热处理模拟方面,应用较多的模拟方法主要有有限元法、蒙特卡罗法、元胞自动机法和相场法,它们在模拟中各有千秋。有限元法以耦合多场的优势侧重于探索热处理工艺参数的影响,目的是优化热处理工艺,解决工程实际应用问题。后面三种方法主要是针对相变机理的研究,其中蒙特卡罗法和元胞自动机法更多用来模拟相变过程中的形核位置及晶粒长大现象;相场法多模拟相变的介观形貌,探究相变的演变过程机理。本文对这几种模拟方法在热处理方面的应用现状进行了总结介绍,并对比了这几种方法的优缺点,为研究人员选用模拟方法提供参考依据。重点分析了有限元法在热处理数值模拟中的应用,在此基础上对热处理数值模拟的未来发展进行了展望,指出基于有限元算法的跨尺度多场耦合集成计算将是未来发展方向之一。
赵红晨[2]（2021）在《铸造Mg-4Y-3Nd-1.2Al合金枝晶组织细化数值模拟》文中提出镁合金中添加稀土元素可以提高强度、耐热性以及抗蠕变性等性能,在航空航天、军事国防领域的应用上具有广阔的前景。晶粒细化作为合金强化的主要手段之一,能够提高材料的强度和塑性,添加Al元素细化Mg-RE合金为近年来研究热点。本文选取Mg-4Y-3Nd-1.2Al合金,采用数值模拟方法研究其细化过程。基于尖锐界面理论,开发了二维元胞自动机模型（Cellular Automaton,简称CA）,利用该模型对具有密排六方结构的α-Mg枝晶进行模拟。元胞单元网格的形状选取了四边形网格进行模拟计算,相较于六边形网格能够再现α-Mg枝晶任意角度的生长。首先,针对Mg-4Y-3Nd-1.2Al合金凝固过程中先析出的α-Mg枝晶,探究了过冷度、网格尺寸、Gibbs-Thomson系数和表面能各向异性系数的变化对生长结果的影响。模拟结果表明:随着过冷度的增加,枝晶生长速度明显增加,分枝更加明显,模拟结果与枝晶生长理论相符合。而网格尺寸、Gibbs-Thomson系数的大小对枝晶最终生长结果的影响较小,表面能各向异性系数的大小对枝晶生长结果的影响较大。表面能各向异性系数的值越大,枝晶生长速度越快,其值选取不当时,则会严重偏离镁枝晶生长呈现的六重对称性的特点。采用所开发的CA模型,进一步对砂型铸造Mg-4Y-3Nd-1.2Al合金细化过程进行模拟。针对原位反应生成的Al2RE颗粒作为有效异质形核质点这一特点,模拟了该合金的晶粒组织细化机制。模拟时,将计算宏观温度场所得的冷却速度和温度梯度输入到微观CA组织模拟程序中,进一步探讨了冷却速度、Al2RE颗粒尺寸是否随冷却速度变化、形核密度对组织细化的影响以及不同冷速下考虑Al2RE颗粒迁移时晶粒细化的特点。模拟结果表明:当Al2RE颗粒尺寸不随冷却速度变化时,增大冷速可以细化组织。当Al2RE颗粒尺寸随冷却速度的增大而减小时,相比于慢冷速(1.8℃s-1),快冷速(4.1℃s-1)晶粒组织粗化的原因是原位形成的小尺寸Al2RE颗粒所需较大形核过冷,由于凝固过程中溶质的再分配和扩散,一些小尺寸形核颗粒没有获得足够的成分过冷,因此没能成为有效形核核心,模拟结果与试验结果相吻合。当Al2RE颗粒发生迁移时,慢冷速下迁移至枝晶间的形核质点更有可能成长为一个晶粒。本文的数值模拟计算结果对未来Mg-RE合金晶粒组织细化技术改进和开发提供了一定价值的理论参考,如开发新的Mg-RE合金系使其原位生成大尺寸形核质点,促使合金在不同冷速区域均可获得细小晶粒。
李效华[3]（2020）在《海洋用低合金高强度管线钢组织形成机制及硫化物应力腐蚀行为》文中指出随着陆上油气资源的逐渐枯竭,海洋油气开采越来越受到各国的重视,开发适用于深海服役环境的管材成为海洋石油能源利用的当务之急。海底管线的服役环境较陆地更加复杂多变,因而对海洋用低合金高强度管线钢的要求更加苛刻,要求其具有优秀的综合力学性能、抗腐蚀能力及焊接性能。本文针对低合金高强度管线钢连续冷却及热轧后复相组织形成规律、复相组织调控机制及力学性能优化、硫化物应力腐蚀断裂过程及其环境因素影响等方面开展了系统性研究,取得的主要研究结果如下:（1）低合金高强度管线钢连续冷却过程中的复相组织形成连续冷却过程中冷却速率的增加抑制了扩散控制型的多边形铁素体及珠光体相变,促进了切变控制型的贝氏体及马氏体相变;澄清了连续冷却过程中的铁素体/贝氏体部分重叠相变动力学行为,开发了普适的模块化相变动力学模型,并实现了二维可视化的组织模拟输出,可描述连续冷却过程的部分重叠相变动力学,发现冷速的增加导致铁素体的位置饱和晶核密度及贝氏体形核指前因子大幅增加,通过促进铁素体及贝氏体的形核实现晶粒细化。（2）低合金高强度管线钢奥氏体再结晶区轧制后的组织形成轧制温度、变形量、轧后冷却速率及轧制变形速率均对低合金高强度管线钢的组织形成具有重要影响:当轧制温度过低时,奥氏体动态再结晶不完全,由于合金元素偏析导致带状组织的形成;轧制变形量的增加可细化奥氏体再结晶晶粒,促进了连续冷却过程组织中多边形铁素体的形成,并抑制贝氏体的形成;轧后冷却速率的增加改变了组织中贝氏体的形貌,促进针状铁素体的形成;轧制变形速率的增加导致铁素体与贝氏体相变开始点的时间间隔变短,以及铁素体与贝氏体相变开始温度的升高,这说明其能同时促进铁素体及贝氏体相变。（3）低合金高强度管线钢复相组织调控及力学性能研究了直接冷却处理（DCT）、临界冷却处理（ICT）、分步冷却处理（SCT）工艺等三种不同的热处理工艺路径对组织形成及力学性能的影响:ICT及SCT工艺路径可同步提升强度和屈强比性能,建立了基于组织结构参数的屈强比模型,澄清了不同工艺路径下组织配比及形貌对性能的影响机制,发现通过提升组织中针状铁素体及M/A组元或细小马氏体的含量,以及复相组织协调变形及可动位错密度的增加,可有效降低屈强比。（4）低合金高强度管线钢硫化物应力腐蚀断裂过程采用腐蚀中断试验揭示了硫化物应力腐蚀过程中电化学噪声信号变化的微观机制,探明了试样从均匀腐蚀/钝化向局部腐蚀/点蚀的变化过程;建立了基于电化学信号实时监测的硫化物应力腐蚀断裂不同阶段的界定方法,发现低合金高强度管线钢的硫化物应力腐蚀过程可分为均匀腐蚀/钝化、局部腐蚀/点蚀、及裂纹萌生与扩展三个阶段;电化学分析方法能够准确判定均匀腐蚀与局部腐蚀阶段,基于原位在线监测的电流峰度分析方法能最早获知裂纹起源的信息。（5）低合金高强度管线钢硫化物应力腐蚀的环境因素分析针对外部环境因素（包括腐蚀介质温度及pH值、应力加载大小等）对硫化物应力腐蚀过程的影响开展了研究:环境温度可以通过改变腐蚀介质中浓度和试样表面腐蚀产物膜的类型对应力腐蚀过程产生影响;腐蚀介质的pH值可影响阳极金属附近溶液中Fe2+和的浓度,进而影响试样表面腐蚀产物的种类,pH值的改变还会影响阳极的腐蚀电位,从而影响阳极金属的局部腐蚀敏感性;外加应力值增大时,试样表面腐蚀产物膜的疏松程度越大,腐蚀产物膜保护性变差,加剧了应力腐蚀开裂过程。
金学军,龚煜,韩先洪,杜浩,丁伟,朱彬,张宜生,冯毅,马鸣图,梁宾,赵岩,李勇,郑菁桦,石朱生[4]（2020）在《先进热成形汽车钢制造与使用的研究现状与展望》文中研究说明汽车采用超高强钢是实现轻量化兼顾安全性的必由之路,热冲压成形是高强汽车零件成形的关键工艺。近10年来,热成形钢及其零件制造技术迅速发展。本文从以下几方面对热成形钢/零件制造与使用现状进行了综述:（1）热成形钢材料（从传统MnB钢到最近新发布的一些热成形新钢种）;（2）工艺（热成形传统工艺到工业4.0智能化生产）;（3）热成形淬火配分（Q&P）创新工艺研究现状及形变热处理基本原理;（4）热成形过程的仿真模拟（热/力场、组织场、工艺等的模拟）;（5）热成形零件的使用服役评价。并对今后热成形汽车钢制造与使用前景作出展望。
唐晓乐[5]（2020）在《铁素体不锈钢再结晶织构演变的元胞自动机模拟》文中研究指明金属材料在塑性加工和热处理过程中的再结晶是调控微观组织、改善机械性能的重要物理冶金机制之一。再结晶过程中,在形变组织及形核机制的双重作用下,晶体取向会向着某些择优取向转移,形成再结晶织构。再结晶织构的形成是导致材料性能各向异性的主要原因,同时通过改变织构组分也是优化铁素体不锈钢成形性能的主要手段。铁素体不锈钢作为典型的节镍型不锈钢具有耐大气腐蚀和应力腐蚀不敏感等优点,但是由于缺乏优良的成形性能而限制了其在某些领域的应用。而铁素体不锈钢成形性能与其取向织构和晶粒尺寸密切相关,因此控制再结晶组织及织构的发展具有重要意义。再结晶是一个连续发生的过程,传统实验方法难以直观显示材料内部的微观机制。在计算机模拟方面,再结晶过程中微观组织的拓扑结构演化和再结晶动力学已获得了较好的计算结果。然而,再结晶过程中晶体取向演化受变形基体取向、再结晶形核位置和取向、取向晶粒的择优生长和区域晶粒交互作用等多因素影响,使得再结晶织构的计算机模拟仍有很大难度。本研究将在实验的基础上,基于电子背散射衍射（EBSD）实验分析,探索构建含有晶体取向状态变量及转变规则的元胞自动机（CA）计算机模拟方法,模拟分析再结晶过程中形核、晶界迁移及织构演化等特点。主要研究内容及研究结论如下:1.采用EBSD技术获得了铁素体不锈钢冷轧及退火后微区晶体取向分布的实验数据,编写程序将晶体取向信息（欧拉角）导入计算机模型,实现了晶体取向分布的数据重构。基于D.Raabe等人提出的EBSD菊池带衬度与相对位错密度分布对应关系,编写程序基于EBSD实验数据中的菊池带衬度,在计算机模型中构建了相对位错密度分布。基于晶体学理论,编写了立方结构晶体取向间夹角计算程序,实现了基于欧拉角信息的晶界判定和元胞间晶体取向夹角的计算功能。2.基于再结晶过程的物理冶金学原理,建立了二维元胞自动机的位错密度模型、形核率模型和再结晶晶粒生长过程中的晶界迁移模型,构建含晶体取向状态变量的再结晶CA计算流程,编写了再结晶CA计算机程序。通过与EBSD实验结果对比,优化了铁素体不锈钢再结晶位错密度形核模型参数。3.模拟了铁素体不锈钢再结晶过程,并通过准原位实验对模拟结果进行了验证。通过对模拟及实验结果进行分析,明确了形核优先发生在具有较高储存能的原始晶界及微观变形带上,且晶界形核要优先于变形带。同时证明了晶粒长大过程中只有当取向夹角介于15°到45°之间时,晶界才能具有较大的迁移率,新晶核得以长大。4.利用EBSD技术和元胞自动机模拟分析铁素体不锈钢在变形态和退火态的能量分布、大小角度晶界分布和组织及织构分布特点。结果表明,铁素体不锈钢变形晶粒取向表现为较强的α-纤维织构和相对较弱的γ-纤维织构,且变形后组织被拉长为条带状,晶粒内部及晶界处形成大量的小角度晶界。再结晶过程中γ-纤维织构由于变形储能高,形核优先于其它取向的变形晶粒,而α-纤维织构形核缓慢。且随着再结晶的发生,晶粒取向变化规律为α-纤维织构的强度降低,γ-纤维织构的强度逐渐增强,组织转变为等轴晶,再结晶处小角度晶界消失。5.对不同变形量和退火温度下的铁素体不锈钢组织与织构进行了EBSD实验观察和CA模拟。结果表明,相同退火温度时,随着变形量的增加,小角度晶界密度增大,变形储能增加,形核密度提高,再结晶晶粒尺寸减小且晶粒分布均匀,γ-纤维织构的强度增加。相同冷轧变形量时,随着退火温度的提升,晶粒尺寸增大,γ-纤维织构的强度得到进一步增加。
陈晨,刘宁,金妙,李亨,李萌孽[6]（2019）在《钢热处理过程中微观组织转变模拟技术的进展》文中进行了进一步梳理模拟钢的热处理组织的目的是揭示工件中微观组织热处理时的瞬时变化或预测工件热处理后的组织和性能,从而修正和优化热处理工艺。数值模拟方法有相场法、元胞自动机法和蒙特卡洛法等3种。以相场法为主,介绍了这些模拟技术的优缺点、现状、存在的问题和发展趋势。
申刚[7]（2018）在《双相钢连续退火过程组织演变的计算模拟》文中提出先进高强钢因其优异的综合性能在汽车工业得到了广泛的应用。双相钢作为第一代先进高强钢的代表之一,兼具高强度和良好的成形性,是汽车制造中应用最广泛的先进高强钢。双相钢的工业生产以连续退火工艺为主,其热处理过程伴随着一系列复杂的物理冶金现象,如铁素体再结晶、渗碳体球化、奥氏体化转变以及奥氏体-铁素体转变等。这些物理冶金现象相继或同时发生,彼此之间可能存在复杂的相互作用关系。上述转变过程的微小变化可能导致最终获得的双相钢微观组织发生显着改变,而材料的微观组织结构是决定其宏观力学性能的主要因素,因此,研究双相钢连续退火过程中微观组织的演变行为,对材料成分设计以及加工工艺制定与优化具有十分重要的意义。本文主要从介观尺度对冷轧双相钢连续退火过程中发生的相关物理冶金现象进行建模与模拟,并最终实现冷轧双相钢连续退火全流程的微观组织演变模拟与组织预报。本文首先建立了一种数字化材料表示（DMR）算法,以实现基于真实微观组织结构数据的材料微结构几何模型自动化建立,并在该算法的基础上通过晶体塑性有限元方法（CPFEM）对双相钢微结构模型在虚拟拉伸条件下的组织变形进行了模拟研究。DMR算法以图像分析处理以及元胞自动机（CA）晶粒生长算法为基础,能够对材料组织金相图片和EBSD数据中的微观组织特征进行自动识别与处理,从而实现材料微结构几何模型的自动化建立。由DMR算法建立的材料微结构模型能够真实反映微观组织组成相以及晶粒间的几何拓扑关系和晶粒取向信息,从而为后续变形和退火过程中的微观组织演变模拟提供了可靠的初始组织模型数据支持。双相钢微结构拉伸变形的CPFEM模拟结果表明,双相多晶组织变形在介观尺度是极不均匀的。由于组织组成相以及晶粒之间的性能差异,变形组织内将产生非均匀分布的应力和应变场,同时单个铁素体晶粒以及马氏体岛内部也存在明显的应力和应变梯度。模拟得出的应变带分布、应变集中位置以及整体应力-应变曲线与实验结果基本相符,从而验证了DMR-CPFEM模型的有效性以及模拟结果的准确性。为了研究双相钢组织变形不均匀性对退火过程中铁素体再结晶组织演变的影响,本文建立了CPFEM-CA耦合模型对再结晶过程的微观组织演变进行模拟。双相钢冷轧后变形组织的几何拓扑结构、晶粒取向以及变形储能分布由CPFEM模拟得出,并通过近邻映射算法映射至元胞自动机模型的求解域中作为再结晶组织演变模拟的初始条件。模拟结果表明,退火过程中铁素体再结晶的晶粒形核与生长行为和双相钢轧制后产生的组织变形不均匀性紧密相关。再结晶晶粒优先在铁素体基体内变形储能较高的区域形核生长,从而使得最终的再结晶组织在形貌和晶粒尺寸分布上均呈现明显的非均匀特性。模拟得到的铁素体再结晶转变动力学以及微观组织形貌特征与实验结果基本相符。退火过程中奥氏体在珠光体组织内形成的同时伴随着铁素体和渗碳体溶解。本文在渗碳体片层尺度分别针对单片层理想珠光体结构以及珠光体团簇结构在奥氏体化过程中发生的界面迁移行为进行了精细模拟。对于单片层理想珠光体结构,奥氏体向珠光体片层生长过程中,其界面迁移在Gibbs-Thomson效应的作用下将由开始阶段的瞬态模式逐渐向稳态模式过渡。由于奥氏体界面前沿的碳浓度差异,奥氏体在生长过程中将形成波浪形界面,并在稳态模式下以恒定的生长速度与界面形状向铁素体和渗碳体片层推进。对于珠光体团簇结构,退火过程中渗碳体片层各处的溶解速度在界面曲率的作用下存在差异。随着渗碳体溶解,其周围铁素体和奥氏体内将形成非均匀分布的碳浓度场,并在Gibbs-Thomson效应的作用下促使渗碳体发生球化。同时,在珠光体团簇结构以及渗碳体球化的影响下,奥氏体化过程中奥氏体界面迁移始终以瞬态模式进行,其界面形状和迁移速度随着界面位置和时间的改变而动态变化。最后,本文采用CPFEM-CA耦合模型对冷轧双相钢临界区退火过程的微观组织演变进行了模拟,包括铁素体再结晶、奥氏体化转变以及奥氏体-铁素体转变。其中,元胞自动机模型采用了一种双尺度元胞对珠光体团簇内的铁素体和渗碳体结构进行描述,以实现渗碳体溶解过程中碳元素的转移与扩散模拟。模拟结果动态揭示了冷轧双相钢临界区退火过程中铁素体再结晶和奥氏体化转变相互作用下的微观组织演变动力学与形貌特征。铁素体/珠光体组织的奥氏体化转变以先快后慢的两阶段形式进行,分别对应珠光体-奥氏体转变以及铁素体-奥氏体转变。奥氏体在铁素体-铁素体晶界形核和生长过程中与铁素体再结晶发生相互作用,并随着再结晶的进行最终演变为项链状分布的晶界奥氏体以及颗粒状分布的晶内奥氏体。加热速度和退火温度决定了铁素体再结晶和奥氏体化转变的相互作用程度,进而对最终的微观组织形貌产生显着影响。CPFEM-CA耦合模型较好地预测了冷轧双相钢在模拟的工业连续退火流程下的微观组织演变动力学与形貌特征,模拟结果与实验测定的转变动力学数据以及组织金相特征基本相符。
邢路[8]（2018）在《基于元胞自动机法的低碳钢奥氏体—铁素体相变模拟》文中提出钢铁材料是国民经济建设中不可或缺的重要结构材料,尤其是先进钢铁材料一直是学术界和工业界研究的热点。在钢铁材料热加工过程中,温度大于临界温度（A3线）时,会促使组织奥氏体化并发生奥氏体晶粒长大现象,随后降至室温的过程中,会发生奥氏体相向铁素体相的组织转变。而室温下钢铁材料的力学性能最终取决于连续冷却奥氏体转变后的微观组织形态。因此,研究奥氏体晶粒长大现象和连续冷却奥氏体-铁素体相变过程非常重要。基于传统实验的手段不能实时地观察微观组织演变过程,本文结合元胞自动机方法对高温下奥氏体晶粒长大现象和连续冷却奥氏体-铁素体相变过程展开模拟研究。本文的主要研究内容包含如下几个部分:（1）建立了描述奥氏体晶粒长大的元胞自动机模型,模拟了奥氏体晶粒在高温下的组织演变过程,定量分析了晶粒组织形态的演变行为,研究了不同温度对奥氏体晶粒长大过程的影响。（2）建立了描述奥氏体-铁素体相变的元胞自动机模型,包括铁素体形核模型和生长模型,在计算相界面胞内奥氏体相C浓度时,提出了一种避免溶质浓度异常波动的有效方法。输入奥氏体晶粒母相组织并设置初始条件,对连续冷却奥氏体-铁素体相变微观组织和C浓度场演化展开模拟。结果显示,铁素体生长会受到相界面迁移和C原子扩散的混合控制作用。而后研究了不同母相晶粒大小和不同冷却速率对奥氏体-铁素体相变组织形态和相变动力学的影响。（3）在前面模拟的基础上,自主开发了奥氏体-铁素体相变微观组织演化模拟系统。该系统能够将奥氏体晶粒长大和奥氏体-铁素体相变的元胞自动机后台计算结果实时地在前端界面显示,实现了动态观察微观组织演变的应用目的。
寇文能[9]（2018）在《高速干硬切削已加工表面白层形成的建模与模拟》文中进行了进一步梳理高速干硬切削具有加工精度好、生产效率高等优点,被广泛应用于模具、航空航天等领域。但是高速干硬切削加工过程中,已加工表面易形成变质层,即“白层”。白层是一种只有几微米厚度的脆硬组织,容易引起剥落失效和疲劳裂纹,是决定工件表面质量的重要因素。因此,研究已加工表面白层的形成机制与影响因素有重要意义。本文以PCBN刀具切削淬硬GCr15轴承钢（HRC60）所形成的白层为研究对象,建立了高速干硬切削有限元动态仿真模型;分析了热、力效应对白层马氏体体积分数的影响;通过元胞自动机方法,建立了表面白层元胞自动机相变演化模型。首先,建立了高速干硬切削有限元模型,基于ABAQUS有限元分析软件动态仿真切削过程,通过将中低速切削实验测得的切削力和切削温度与模拟结果进行对比,从热、力两个方面验证了模型的可行性,并提取高速切削温度模拟结果与奥氏体临界相变温度进行对比,结合白层物相成分说明了淬硬GCr15钢已加工表面白层是热主导的相变产物。然后,通过霍普金森压杆实验得到淬硬GCr15钢在不同温度下的屈服强度,采用电子显微探针实验修正了淬硬GCr15钢主要元素摩尔分数。根据所得淬硬GCr15钢屈服强度与元素摩尔分数,结合经验公式得到相变过程中自由能随温度变化的曲线,建立了切削热作用下的淬硬GCr15钢加工表面马氏体临界相变温度计算模型。基于临界相变温度计算了切削热作用下白层的理论马氏体分数,将理论马氏体分数与实验测得的白层内马氏体分数进行对比,结果表明马氏体分数理论值高于实验值。白层中马氏体分数受切削热、力效应共同影响,塑性变形抑制了白层内马氏体相变。结合TEM实验,分析了不同切削速度以及后刀面磨损量产生的应力应变对白层内马氏体相变的抑制作用。通过透射电子显微镜实验得到高速干硬切削已加工表面白层TEM暗场照片,根据暗场照片测得已加工表面白层晶粒尺寸,并通过晶粒尺寸计算得到奥氏体形核数量,同时提取不同切削参数下有限元仿真得到的应力、应变能以及切削温度,结合白层形成过程中的奥氏体相变与马氏体相变特征定义了元胞自动机演化规则,建立了二维元胞自动机白层组织演化模型。模拟了已加工表面白层形成过程中的奥氏体相变与马氏体相变,并应用经典马氏体形核理论验证了模拟结果的可靠性。通过分析模拟结果得到的马氏体形核密度变化规律,表明减小后刀面磨损量有助于提高已加工表面白层强度。
马璇[10]（2017）在《低碳钢锻造与轧制过程成形和组织演化的模拟计算》文中指出钢铁材料是最主要的工程结构材料之一,在国民经济中占据着非常重要的地位,其应用范围极其广泛,覆盖能源、交通、建筑、航空和国防等诸多领域。随着钢铁材料的深入应用,对其力学性能的要求也越来越高,特别是在厚大断面的特殊钢铁材料制备中,对其组织均匀性提出了更高的要求。而从宏观、介观以及跨尺度耦合模拟着手,结合实验表征,综合考虑热塑性加工方式对材料力学性能影响方面的研究却鲜有涉及。特别地,对于拥有厚大断面或者基于大压制比成形的结构零件,热加工过程中的工艺参数会直接影响材料显微组织的演化行为,从而最终影响钢铁产品的综合力学性能。因此,研究不同的热塑性加工方式对材料显微组织演化的影响就极其重要。本文以普通低碳钢为对象,研究了锻造和轧制过程中的钢铁构件成形中的微观组织建模及控制问题。利用125MN自由锻压机,锻造26t实物大锻件,并立足于宏观有限元模拟、介观尺度元胞自动机数值模拟以及宏观介观多尺度耦合计算方法,结合大件实物解剖和实验表征,研究了材料热加工过程中显微组织的演变,主要的研究内容包括:（1）基于宏观有限元模拟方法,建立了大型锻件锻造过程宏观有限元模型。结合实际的锻造加工工艺,模拟再现了 26t大锻件多道次锻造热塑性加工过程,得出了锻造加工过程中的温度场、应变场和应变速率场等随加工过程的变化情况,为进一步研究锻件内部的显微组织演变提供了参考数据。接着,基于宏观有限元计算结果,利用经验物理冶金模型,计算得出了锻件内部不同位置的显微组织情况。同时,对锻后尺寸为6500mm×1200mm的大锻件进行了解剖,并且开发出了大断面多级抛光技术和大断面冷酸腐蚀方法,获得大锻件中心断面的整体低倍组织;对大锻件典型位置进行更细致解剖,获得了典型位置的显微金相组织形貌。一方面,对比实验结果（锻件表面晶粒尺寸为18μm,心部晶粒尺寸为26μm）和模拟结果（锻件表面晶粒尺寸为19μm,心部晶粒尺寸为25μm）,利用所建立的物理冶金模型,很好地预测了大锻件多道次锻造过程显微组织演变结果,;另一方面,对于大锻件锻造成形过程,材料整体塑性应变速率小,单道次绝对压下量大,有利于显微缺陷的闭合,同时,锻造过程累积变形量大,塑性形变时温度高（约为1150℃）,有利于微观组织晶粒再结晶,从而细化晶粒。（2）为了研究低碳钢热加工过程中的微观组织行为,针对热变形中发生的奥氏体动态再结晶现象和相变过程,分别自主建立了介观尺度元胞自动机模型,所建模型综合考虑了热变形、位错密度演变、晶粒变形、形核与生长、晶粒粗化等一系列物理冶金转变过程,从转变过程出发描述低碳钢在热变形中的显微组织演变过程,弥补了宏观经验物理模型的不足。应用所建元胞自动机模型,模拟了不同应变速率（ε=0.01 s-1,ε=0.1 s-1,g=1s-1）和不同初始晶粒尺寸（20μm,40μm,80μm）下的动态再结晶行为,及不同预变形（ε0=0,e0=0.3,ε0=0.5,ε0=0.7,ε0=1.0）的相变行为。模拟结果如下:ε=0.01s-1时,稳态晶粒尺寸为4μm;ε=0.1s-1时,稳态晶粒尺寸为6μm,ε=1s-1时,稳态晶粒尺寸为9μm。虽然初始晶粒尺寸不同,稳态晶粒尺寸均为6μm。（3）提出了一种耦合宏观热变形的跨尺度的微观组织模拟与预报的方法,采用有限元模拟,获得多道次热轧变形过程中单元节点的温度、应变速率和应变等宏观物理场量的变化情况,基于自主建立的元胞自动机模型,进一步扩展了包含动态再结晶、亚动态再结晶和静态再结晶的热变形过程的微观组织演变的模型,该模型以位错密度为基本变量,通过追踪非连续热变形过程中元胞内位错密度的变化,模拟复杂再结晶过程中微观组织的演变,以1780mm热连轧机组的精轧过程为研究对象,利用该模型对多道次带钢热轧过程的微观组织演变进行了模拟。与宏观经验物理冶金模型相比,跨尺度热变形过程微观组织模拟方法能更清楚地反映热加工过程中各物理冶金转变现象的作用过程与显微组织特征。结果显示,多道次热轧过程中奥氏体再结晶受轧制参数的影响,即应变速率、应变量及温度等,因这些宏观场量在轧件中的分布不同,导致轧件不同位置处微观组织的不同,包括再结晶分数及平均晶粒尺寸等。在所采用的轧制工艺下,前两道次轧制后再结晶能完全发生,再结晶转变分数为1,而在其后各道次的轧制中,由于轧制速率的增加和温度的降低,再结晶不能完全发生,第7道次再结晶转变分数仅为0.2-0.4。在晶粒尺度上看,初始晶粒尺寸为190μm,经多道次轧制中再结晶的反复作用,晶粒获得细化,表面位置的晶粒尺寸为17μm,心部位置的晶粒尺寸为30μm。模拟结果能对热加工工艺的优化提供有利指导。
二、连续冷却过程中低碳钢奥氏体→铁素体相变的元胞自动机模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、连续冷却过程中低碳钢奥氏体→铁素体相变的元胞自动机模拟（论文提纲范文）
（1）热处理数值模拟技术的研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 热处理常用数值模拟方法 |
| 1.1 确定性方法—有限元法 |
| 1.1.1 有限元法在淬火、回火中的应用 |
| 1.1.2 有限元法在正火、退火中的应用 |
| 1.1.3 有限元法在有色金属及其合金析出相中的应用 |
| 1.1.4 常用有限元软件共性特性介绍 |
| 1.2 随机性方法—蒙特卡罗法和元胞自动机法 |
| 1.2.1 蒙特卡罗法 |
| 1.2.2 元胞自动机法 |
| 1.3 相场法 |
| 1.4 不同模拟方法的对比分析 |
| 1.4.1 耦合场量、模拟维度及尺寸大小对比 |
| 1.4.2 模拟内容对比 |
| 1.4.3 运算效率和计算精度对比 |
| 2 有限元法模拟主要流程 |
| 2.1 材料参数设置 |
| 2.2 材料计算模型的开发与建立 |
| 2.2.1 组织计算模型 |
| (1)扩散型相变 |
| (2)非扩散型相变 |
| (3)回火组织转变模型 |
| 2.2.2 力学性能计算模型 |
| 2.2.3 其他自定义二次开发模型 |
| 2.3 边界条件 |
| 2.3.1 边界条件的分类 |
| 2.3.2 边界条件的定义 |
| 2.4 有限元模拟应用举例 |
| 3 结语与展望 |
| (1)缺少材料参数。 |
| (2)自定义开发模型不足。 |
| (3)介质换热系数匮乏。 |
（2）铸造Mg-4Y-3Nd-1.2Al合金枝晶组织细化数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 铸造Mg-RE合金细化研究现状 |
| 1.3 微观组织研究现状 |
| 1.3.1 介观尺度元胞自动机方法的应用 |
| 1.3.2 微观尺度元胞自动机方法的应用 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 铸造α-Mg枝晶生长CA模型 |
| 2.1 宏观传热 |
| 2.2 α-Mg枝晶生长模拟的CA模型 |
| 2.2.1 微观温度场 |
| 2.2.2 微观成分场 |
| 2.2.3 异质颗粒形核 |
| 2.2.4 生长速度计算 |
| 2.2.5 固相分数梯度的求法 |
| 2.2.6 CA法捕获规则 |
| 2.3 夏尔公式 |
| 2.4 模拟流程图 |
| 第3章 试验材料及研究方法 |
| 3.1 实验流程 |
| 3.2 试验材料 |
| 3.2.1 试验合金成份设计 |
| 3.2.2 合金原材料制备 |
| 3.2.3 合金熔炼 |
| 3.3 试样制取 |
| 3.4 扫描电子电镜分析 |
| 第4章 不同形核参数下α-Mg枝晶生长模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同网格形状下的枝晶生长模拟 |
| 4.2.1 六边形网格模拟结果 |
| 4.2.2 四边形网格模拟结果 |
| 4.3 不同参数输入值的差异性比较 |
| 4.3.1 平均界面动力学系数确定 |
| 4.3.2 不同网格尺寸下枝晶生长模拟 |
| 4.3.3 不同过冷度下枝晶生长模拟 |
| 4.3.4 冷却速度为3.5℃s~(-1)下枝晶生长模拟 |
| 4.3.5 不同生长取向下枝晶生长模拟 |
| 4.3.6 不同Gibbs-Thomson系数下枝晶生长模拟 |
| 4.3.7 表面能各向异性系数对于枝晶生长情况的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Mg-4Y-3Nd-1.2Al合金组织细化模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 宏观温度场模拟 |
| 5.3 Mg-4Y-3Nd-1.2Al合金试验组织分析 |
| 5.4 Mg-4Y-3Nd-1.2Al晶粒组织细化模拟 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文和专利 |
| 致谢 |
（3）海洋用低合金高强度管线钢组织形成机制及硫化物应力腐蚀行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 海洋用低合金高强度管线钢简介 |
| 1.2.1 海底管线铺设的发展历程 |
| 1.2.2 海洋用低合金高强度管线钢的分类 |
| 1.2.3 海底管线的应变设计 |
| 1.3 海洋用低合金高强度管线钢的生产工艺 |
| 1.3.1 海洋用焊管管线钢的生产工艺 |
| 1.3.2 海洋用无缝管管线钢的生产工艺 |
| 1.4 海洋用低合金高强度管线钢的组织分类 |
| 1.5 海洋用低合金高强度管线钢的强韧化机制 |
| 1.5.1 海洋用低合金高强度管线钢的强化机制 |
| 1.5.2 海洋用低合金高强度管线钢屈强比的影响因素 |
| 1.5.3 海洋用低合金高强度管线钢的韧性提升机制 |
| 1.6 海洋用低合金高强度管线钢的应力腐蚀行为 |
| 1.6.1 海洋用低合金高强度管线钢的应力腐蚀类型 |
| 1.6.2 海洋用低合金高强度管线钢应力腐蚀的影响因素 |
| 1.6.3 海洋用低合金高强度管线钢硫化物应力腐蚀的研究方法 |
| 1.7 本文研究背景及内容 |
| 1.7.1 研究背景 |
| 1.7.2 研究内容 |
| 第二章 低合金高强度管线钢连续冷却过程中的复相组织形成 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料与方法 |
| 2.3 试验结果及讨论 |
| 2.3.1 不同冷速条件下试样的复相组织形成规律 |
| 2.3.2 铁素体/贝氏体重叠相变的原位分析及动力学研究 |
| 2.3.3 连续冷却过程中重叠相变动力学模型的建立及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 低合金高强度管线钢奥氏体再结晶区轧制后的组织形成 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验材料与方法 |
| 3.3 试验结果及讨论 |
| 3.3.1 不同轧制温度对组织形成的影响 |
| 3.3.2 不同轧制变形量对组织形成的影响 |
| 3.3.3 不同轧后冷却速率对组织形成的影响 |
| 3.3.4 不同轧制变形速率对组织形成的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 低合金高强度管线钢的复相组织调控及力学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验材料与方法 |
| 4.3 试验结果及讨论 |
| 4.3.1 不同热处理路径及工艺参数下的复相组织形成规律 |
| 4.3.2 热处理路径及工艺参数对力学性能的影响 |
| 4.3.3 强度与屈强比兼顾的复相组织调控机制 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 低合金高强度管线钢的硫化物应力腐蚀断裂过程分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验材料与方法 |
| 5.3 试验结果及讨论 |
| 5.3.1 硫化物应力腐蚀断裂过程中的组织演变与裂纹萌生 |
| 5.3.2 硫化物应力腐蚀断裂过程的电化学噪声信号特征 |
| 5.3.3 硫化物应力腐蚀不同阶段界定及失效机制 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 低合金高强度管线钢硫化物应力腐蚀的环境因素分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验材料与方法 |
| 6.3 试验结果及讨论 |
| 6.3.1 温度对硫化物应力腐蚀过程的影响 |
| 6.3.2 pH值对硫化物应力腐蚀过程的影响 |
| 6.3.3 加载应力值对硫化物应力腐蚀过程的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全文结论与展望 |
| 7.1 全文结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（4）先进热成形汽车钢制造与使用的研究现状与展望（论文提纲范文）
| 1 热成形钢材料发展 |
| 1.1 Mn-B系热成形钢 |
| 1.2 材料表面保护——AlSi镀层和锌基镀层22MnB5热成形钢 |
| 1.2.1 AlSi镀层 |
| 1.2.2 锌基镀层 |
| 1.3 热成形新钢种研发 |
| 1.3.1 HS-Q&P钢 |
| 1.3.2 高钒高碳超高强热成形新钢种 |
| 1.3.3 NbV复合微合金化热成形钢开发 |
| 2 热成形工艺的发展 |
| 3 形变热处理(控形控性)一体化工艺 |
| 3.1 HS-Q&P工艺介绍 |
| 3.2 DIFT-Q&P工艺介绍 |
| 3.3 HS-Q&P一体化工艺实践 |
| 3.4 HS-Q&P工艺以及DIFT-Q&P工艺存在的一些问题 |
| 4 建模与模拟 |
| 4.1 热冲压过程力场-温度场模拟 |
| 4.2 热成形过程组织演变模拟 |
| 4.3 热冲压工艺模拟 |
| 5 使用服役性能 |
| 5.1 热成形超高强钢的韧性 |
| 5.1.1 极限尖冷弯 |
| 5.1.2 碰撞性能 |
| 5.2 氢脆性能评价 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 绿色热成形钢——短流程热成形钢研发 |
| 6.2 热成形新钢种的研发 |
| 6.3工艺 |
| 6.4建模与模拟 |
| 6.5材料性能与构件服役评价 |
| 6.6新能源、智能化汽车对高强汽车钢的要求 |
| 6.7结束语 |
（5）铁素体不锈钢再结晶织构演变的元胞自动机模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 铁素体不锈钢简介 |
| 1.1.1 铁素体不锈钢成分及性能介绍 |
| 1.1.2 铁素体不锈钢成形性能与织构关系的研究现状 |
| 1.2 电子背散射衍射技术 |
| 1.2.1 电子背散射衍射技术介绍 |
| 1.2.2 电子背散射衍射技术的应用 |
| 1.3 晶体取向和织构的表示方法 |
| 1.3.1 晶体取向的定义及表征 |
| 1.3.2 织构的定义及表征 |
| 1.3.3 再结晶织构的形成原理 |
| 1.4 本文的研究内容及研究意义 |
| 1.4.1 主要内容 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 2 元胞自动机模拟方法 |
| 2.1 元胞自动机的发展 |
| 2.2 元胞自动机模拟方法简介 |
| 2.2.1 元胞自动机的基本思想 |
| 2.2.2 元胞自动机的构成 |
| 2.2.3 元胞自动机的特点 |
| 2.3 元胞自动机在材料研究中的应用 |
| 2.3.1 元胞自动机模拟再结晶组织演变中的应用 |
| 2.3.2 元胞自动机模拟再结晶织构演变中的应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于EBSD数据模拟退火再结晶形核及晶粒长大过程 |
| 3.1 实验方法 |
| 3.1.1 样品准备 |
| 3.1.2 EBSD分析准备 |
| 3.2 模型建立 |
| 3.2.1 位错密度模型 |
| 3.2.2 形核率模型 |
| 3.2.3 晶粒长大模型 |
| 3.2.4 元胞自动机程序实现 |
| 3.3 模拟结果与实验结果分析 |
| 3.3.1 形核准则判断 |
| 3.3.2 晶界迁移规律 |
| 3.3.3 准原位实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 再结晶过程中组织、织构及晶界特征分布的演变规律 |
| 4.1 实验方法 |
| 4.1.1 样品准备 |
| 4.1.2 EBSD分析准备 |
| 4.2 模型建立 |
| 4.2.1 模型建立 |
| 4.2.2 元胞自动机程序实现 |
| 4.3 模拟结果与实验结果分析 |
| 4.3.1 组织演变 |
| 4.3.2 织构演变 |
| 4.3.3 晶粒尺寸与再结晶动力学 |
| 4.3.4 晶界分布规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 不同变形量及不同退火温度对再结晶织构演变的影响 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.1.1 样品准备 |
| 5.1.2 EBSD分析准备 |
| 5.2 模型建立 |
| 5.2.1 模型建立 |
| 5.2.2 元胞自动机程序实现 |
| 5.3 模拟结果与实验结果分析 |
| 5.3.1 不同变形量 |
| 5.3.2 不同退火温度 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（6）钢热处理过程中微观组织转变模拟技术的进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 微观组织的数值模拟 |
| 1.1 相场法 |
| 1.2 元胞自动机法 |
| 1.3 蒙特卡洛法 |
| 2 热处理过程中微观组织模拟方法的现状 |
| 2.1 相场法的现状 |
| 2.2 元胞自动机法的现状 |
| 2.3 蒙特卡罗法的现状 |
| 3 不同微观组织模拟方法的比较 |
| 4 存在的问题和发展趋势 |
（7）双相钢连续退火过程组织演变的计算模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 冷轧双相钢的生产工艺与组织性能控制 |
| 1.2.1 冷轧变形阶段 |
| 1.2.2 加热和保温阶段 |
| 1.2.3 冷却阶段 |
| 1.3 微观组织演变计算机模拟的研究现状 |
| 1.3.1 宏观数学模型 |
| 1.3.2 介观尺度模拟 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 双相钢临界区退火过程中的微观组织演变模型与模拟方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微观组织演变模型 |
| 2.2.1 静态再结晶模型 |
| 2.2.2 奥氏体化转变模型 |
| 2.2.3 奥氏体-铁素体转变模型 |
| 2.2.4 晶粒粗化模型 |
| 2.3 介观尺度模拟方法 |
| 2.3.1 晶体塑性有限元模型 |
| 2.3.2 元胞自动机模型 |
| 2.4 模型实现 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于双相钢真实微观组织的微结构建模与拉伸变形行为模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 代表性体积单元 |
| 3.3 基于双相钢真实微观组织的微结构建模 |
| 3.3.1 基于微观组织金相图片 |
| 3.3.2 基于EBSD数据 |
| 3.4 双相钢微结构单向拉伸变形行为模拟 |
| 3.4.1 晶体塑性有限元模型建立 |
| 3.4.2 RVE均质化方法 |
| 3.4.3 RVE尺寸的影响 |
| 3.4.4 组织变形模拟结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 冷轧双相钢铁素体静态再结晶的耦合模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铁素体静态再结晶耦合模型与模拟设置 |
| 4.3 双相钢冷轧变形的晶体塑性有限元模拟 |
| 4.3.1 双相组织结构的变形不均匀性 |
| 4.3.2 晶体塑性有限元-元胞自动机模型耦合过程数据传递 |
| 4.4 双相钢中铁素体静态再结晶模拟结果 |
| 4.4.1 铁素体静态再结晶组织演变特征 |
| 4.4.2 退火温度的影响 |
| 4.4.3 加热速度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 双相钢中珠光体-奥氏体转变的组织建模与模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 珠光体-奥氏体转变元胞自动机模型 |
| 5.2.1 界面迁移模型 |
| 5.2.2 Gibbs-Thomson效应 |
| 5.2.3 碳扩散模型 |
| 5.2.4 模型设置 |
| 5.3 珠光体单片层溶解过程相界面演变行为模拟 |
| 5.3.1 奥氏体垂直于珠光体片层生长 |
| 5.3.2 奥氏体沿珠光体片层生长 |
| 5.3.3 碳扩散速率的影响 |
| 5.3.4 珠光体片层间距的影响 |
| 5.4 珠光体团簇溶解过程微观组织演变模拟 |
| 5.4.1 渗碳体球化 |
| 5.4.2 奥氏体在珠光体团簇内生长 |
| 5.4.3 退火温度的影响 |
| 5.4.4 珠光体片层间距的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 冷轧双相钢临界区退火过程的微观组织演变模拟 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 冷轧双相钢临界区退火过程组织转变元胞自动机模型 |
| 6.2.1 双尺度元胞自动机模型 |
| 6.2.2 模型设置 |
| 6.3 冷轧双相钢临界区退火过程微观组织演变的模拟结果 |
| 6.3.1 铁素体/珠光体组织冷轧变形不均匀性 |
| 6.3.2 连续加热过程的微观组织演变特征 |
| 6.3.3 加热速度的影响 |
| 6.3.4 退火温度的影响 |
| 6.4 冷轧双相钢连续退火全流程组织演变模拟与组织预报 |
| 6.4.1 冷轧双相钢连续退火全流程组织演变的建模过程 |
| 6.4.2 模拟结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（8）基于元胞自动机法的低碳钢奥氏体—铁素体相变模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容与框架 |
| 第2章 奥氏体晶粒长大模拟与分析 |
| 2.1 元胞自动机方法 |
| 2.2 奥氏体晶粒长大的CA模型建立 |
| 2.3 晶粒组织模拟结果的统计方法 |
| 2.4 模拟结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 奥氏体-铁素体相变模拟与分析 |
| 3.1 奥氏体-铁素体相变理论 |
| 3.2 奥氏体-铁素体相变的CA模型建立 |
| 3.3 模拟条件与计算流程 |
| 3.4 奥氏体-铁素体连续冷却相变模拟 |
| 3.5 不同母相晶粒大小下奥氏体-铁素体相变模拟结果 |
| 3.6 不同冷却速率下奥氏体-铁素体相变模拟结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 奥氏体-铁素体相变微观组织演化模拟系统实现 |
| 4.1 系统功能结构 |
| 4.2 系统模块介绍 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ 晶粒组织模拟结果统计方法计算机程序 |
（9）高速干硬切削已加工表面白层形成的建模与模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 高速干硬切削已加工表面白层研究现状 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 存在的问题 |
| 1.3 元胞自动机研究现状 |
| 1.3.1 国内外研究现状 |
| 1.3.2 存在的问题 |
| 1.4 论文研究目标及主要研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 高速干硬切削淬硬钢有限元模拟 |
| 2.1 实验 |
| 2.1.1 霍普金森压杆实验 |
| 2.1.2 霍普金森压杆实验结果 |
| 2.1.3 切削力测量实验 |
| 2.1.4 切削力测量实验结果 |
| 2.2 有限元分析软件ABAQUS简介 |
| 2.3 高速干硬切削有限元仿真建模 |
| 2.3.1 高速干硬切削有限元模拟中的关键技术 |
| 2.3.2 有限元模型参数 |
| 2.4 有限元模拟结果验证与分析 |
| 2.4.1 有限元模拟结果验证 |
| 2.4.2 有限元模拟结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 热-力耦合影响下白层马氏体相变研究 |
| 3.1 实验过程 |
| 3.1.1 切削实验 |
| 3.1.2 电子探针实验 |
| 3.1.3 TEM实验 |
| 3.2 实验结果 |
| 3.2.1 电子探针实验结果 |
| 3.2.2 TEM实验结果 |
| 3.3 白层马氏体相变建模与分析 |
| 3.3.1 切削热作用下M_S值的推导 |
| 3.3.2 热-力效应对白层马氏体体积分数的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 白层演变过程元胞自动机模拟 |
| 4.1 元胞自动机简介 |
| 4.1.1 元胞自动机构成 |
| 4.1.2 元胞自动机特征 |
| 4.1.3 元胞自动机的分类 |
| 4.2 元胞自动机演化模型 |
| 4.2.1 奥氏体相变原理与演化规则 |
| 4.2.2 马氏体相变原理与演化规则 |
| 4.3 晶粒尺寸的测量 |
| 4.4 元胞自动机模拟结果分析 |
| 4.4.1 元胞长大形态学分析 |
| 4.4.2 元胞模拟结果的验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）低碳钢锻造与轧制过程成形和组织演化的模拟计算（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 背景与意义 |
| 1.2 热加工过程数值模拟方法简介 |
| 1.2.1 宏观尺度数值模拟方法 |
| 1.2.2 介观尺度数值模拟方法 |
| 1.3 低碳钢热形变过程数值模拟方法应用 |
| 1.3.1 宏观尺度模拟计算方法的研究进展 |
| 1.3.2 介观尺度模拟计算方法的研究进展 |
| 1.3.3 多尺度模拟方法研究进展 |
| 1.4 本文主要研究思路与内容 |
| 2 宏观有限元模型和介观尺度微观组织模型的建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 宏观有限元模型的建立 |
| 2.2.1 温度场模型 |
| 2.2.2 应变场模型 |
| 2.3 介观尺度微观组织演变模型的建立 |
| 2.3.1 微观组织演变模型 |
| 2.3.2 元胞自动机方法 |
| 2.3.3 再结晶元胞自动机模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 低碳钢大锻件热变形过程宏观模拟与实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究用低碳钢材料 |
| 3.3 大型锻件多道次锻造过程的有限元模拟 |
| 3.3.1 大型锻件锻造过程的模型建立 |
| 3.3.2 大型锻件锻造过程工艺 |
| 3.3.3 锻造过程温度场的模拟结果 |
| 3.3.4 锻造过程应变场的模拟结果 |
| 3.4 热锻过程微观组织演变数值计算与实验 |
| 3.4.1 微观组织演变数值计算方法 |
| 3.4.2 大型锻件锻造及解剖实验 |
| 3.4.3 微观组织演变数值计算结果及实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 低碳钢热变形中动态再结晶与相变的介观尺度模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 奥氏体动态再结晶的元胞自动机模拟 |
| 4.2.1 奥氏体动态再结晶模型 |
| 4.2.2 热变形模型 |
| 4.2.3 动态再结晶的元胞自动机模拟 |
| 4.2.4 动态再结晶的微观组织演化行为 |
| 4.2.5 应变速率对动态再结晶微观组织演化行为的影响 |
| 4.2.6 初始晶粒尺寸对动态再结晶微观组织演化行为的影响 |
| 4.3 预变形作用下奥氏体-铁素体相变的元胞自动机模拟 |
| 4.3.1 奥氏体-铁素体相变模型 |
| 4.3.2 奥氏体-铁素体相变的元胞自动机模拟 |
| 4.3.3 预变形对奥氏体-铁素体相变的微观组织演化行为的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 低碳钢多道次热轧过程的多尺度模拟计算 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多道次轧制过程宏观有限元模拟 |
| 5.2.1 研究用低碳钢材料 |
| 5.2.2 多道次轧制宏观有限元模型的建立 |
| 5.2.3 多道次热轧工艺 |
| 5.2.4 热轧过程温度场的模拟结果 |
| 5.2.5 热轧过程应变场的模拟结果 |
| 5.3 多道次热轧微观组织演变CA模拟方法的确立 |
| 5.3.1 多道次热轧的微观组织模型 |
| 5.3.2 多道次热轧微观组织演变元胞自动机模型的建立 |
| 5.4 多道次带钢热轧中微观组织演变多尺度模拟 |
| 5.4.1 宏观物理场量的获得与多尺度模拟流程 |
| 5.4.2 微观组织演变的CA模拟 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、连续冷却过程中低碳钢奥氏体→铁素体相变的元胞自动机模拟（论文参考文献）
- [1]热处理数值模拟技术的研究进展[J]. 任鑫,窦春岳,高志玉,庄达,齐鹏涛,何维. 材料导报, 2021
- [2]铸造Mg-4Y-3Nd-1.2Al合金枝晶组织细化数值模拟[D]. 赵红晨. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
- [3]海洋用低合金高强度管线钢组织形成机制及硫化物应力腐蚀行为[D]. 李效华. 天津大学, 2020(01)
- [4]先进热成形汽车钢制造与使用的研究现状与展望[J]. 金学军,龚煜,韩先洪,杜浩,丁伟,朱彬,张宜生,冯毅,马鸣图,梁宾,赵岩,李勇,郑菁桦,石朱生. 金属学报, 2020(04)
- [5]铁素体不锈钢再结晶织构演变的元胞自动机模拟[D]. 唐晓乐. 大连理工大学, 2020(02)
- [6]钢热处理过程中微观组织转变模拟技术的进展[J]. 陈晨,刘宁,金妙,李亨,李萌孽. 热处理, 2019(05)
- [7]双相钢连续退火过程组织演变的计算模拟[D]. 申刚. 上海交通大学, 2018(01)
- [8]基于元胞自动机法的低碳钢奥氏体—铁素体相变模拟[D]. 邢路. 华中科技大学, 2018(06)
- [9]高速干硬切削已加工表面白层形成的建模与模拟[D]. 寇文能. 大连理工大学, 2018(02)
- [10]低碳钢锻造与轧制过程成形和组织演化的模拟计算[D]. 马璇. 大连理工大学, 2017(09)