TC4-DT鈦合金β鍛動態再結晶元胞自動機模擬

劉 誠， 董洪波

(南昌航空大學航空制造工程學院，南昌330063)

TC4-DT鈦合金具有中等強度、高韌性、高塑性和長疲勞壽命等良好的綜合性能［1］，廣泛應用于航空工業中。熱變形后的顯微組織決定了其優良的力學性能，因此對于預測和控制變形件的顯微組織顯得至關重要。材料熱變形過程中發生動態再結晶可以改善變形金屬的顯微組織和力學性能［2］，通過合理的熱變形工藝優化，進而控制材料熱變形過程的動態再結晶行為來實現對材料顯微組織的調控。利用實驗進行變形工藝參數優化的實驗成本較高，且實驗周期也長而采用有限元模擬技術可以高效地模擬出合金變形工藝參數及顯微組織。很多研究人員對變形過程中的動態再結晶行為進行了大量實驗及理論上的研究。佟銘明等［3］用Monte Carlo法對純銅動態再結晶過程進行了模擬，建立了一種基于能量判據的確定動態再結晶各個階段臨界應變的方法。Rollett等［4］也用Monte Carlo方法對動態再結晶的微觀組織演化進行模擬，但由于Monte Carlo的局限性，模擬考慮的影響因素較少。

目前，采用元胞自動機模擬材料熱變形過程中顯微組織演變得到了廣泛的關注［5］。元胞自動機是一種時間、空間、狀態都離散的網格動力學模型［6］，目前已應用于凝固結晶的形核生長、再結晶和相變等過程的模擬［7，8］。李殿中等［9］采用 CA法對金屬凝固成形過程的再結晶過程進行了模擬。Goetz等［10］對動態再結晶進行了模擬研究，但模型沒有與熱加工過程的實際參數建立關系。……