Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelling of microstructure evolution during the rolling by using cellular automata

Svyetlichnyy D.

Computer Methods in Materials Science

|

2009

|

Vol. 9, No. 2

256-263

EN

Prediction of microstructure evolution and properties is one of the most significant problems in materials science. Recently an interest to applying the cellular automata for the simulation of different phenomena in materials is arising constantly. The main asset of the CA is ability for a close correlation of the microstructure with the mechanical properties in micro- and meso-scale simulation. The objective of the paper is development of the model of microstructure evolution during the hot rolling. Then, model contains two parts: the deformation and the microstructure. When the dynamic recrystallization is considered, or multi-stages deformation is modeled, the cells distortion during the deformation cannot be neglected. Deformed structure can be used in the further modeling. Presented model CA begins calculations with the cubical cells. Then, shape of all cells is changing according to the deformation. Grain growth rate is independent of the sizes of the cells, but time of the boundary movement through the cell depends on the cell sizes and direction of the movement. In the present paper hot flat rolling process is chosen for modeling. It simplifies deformation conditions and plane strain state can be applied. In the model, while strain accumulated in material is not large enough, CA cells are changing their shape and sizes. When the strain reaches a preset value, the CA space is reorganized to obtain the cubical shape of the cells. There are two variants of the reorganization possible in the model. They are the halving and the cutting with the bonding. The first variant is applied when deformation is accompanied with the microstructure refinement. The second variant is more complex, and can be used when volume of the space cannot be reduced. The model of the recrystallization process consists of two stages: a nucleation and a new grain growth. The nucleation and the grain growth rate are dependent on deformation parameters such as: temperature, strain, strain rate, dislocation density and crystallographic orientation. In the present model new grains can appear during the deformation only. The grain growth begins during the deformation and then lasts after the deformation. The frontal CA model is adapted to the simulation of microstructure evolution during the flat rolling. As a result of the using of the frontal CA, significant regions are excluded from calculations and the front of the changes is studied only. The use of frontal cellular automata instead of conventional ones makes possible to reduce the computation time significantly, especially for the three-dimensional models. For the different part of the CA are used different kinds of neighborhood. In the algorithm of the boundary motion during the grain growth, Moore neighborhood is used. Unmovable grain boundaries are defined through von Neumann neighborhood. The calculations are carried out for reverse mill. Rolling pass schedule, contained information about temperature, reduction, inter-pass time and so on, is used as a basis for the modeling.

PL

Jednym z najważniejszych problemów nauki o materiałach jest przewidywanie rozwoju mikrostruktury i własności mechanicznych. Opracowany w niniejszej pracy model składa się z dwóch części, które uwzględniają odkształcenie i zmiany mikrostruktury. Zwykle odkształcenie nie jest uwzględniane podczas symulacji za pomocą automatów komórkowych. Natomiast, w przedstawionym modelu, dopóki zakumulowane w materiale odkształcenie nie jest wystarczająco duże, dotąd komórki w przestrzeni automatów odkształcają się zgodnie z tensorem odkształcenia, zmieniając swój kształt i rozmiary. Natomiast gdy odkształcenie osiągnie pewną ustaloną dużą wartość, która spowoduje znaczne zniekształcenie początkowego kształtu komórek, przestrzeń automatów zostaje przebudowana tak aby komórki wróciły do kształtu zbliżonego do sześcianu foremnego. Druga część modelu związana z rozwojem mikrostruktury, służy do symulacji rekrystalizacji i rozrostu ziarna. Algorytm procesu rekrystalizacji składa się z dwóch etapów: zarodkowania i rozrostu nowych ziaren. Prędkość zarodkowania i rozrostu ziaren uzależniono od takich parametrów procesu jak temperatura, odkształcenie, prędkość odkształcenia, gęstość dyslokacji i krystalograficzna orientacja ziaren. W pracy opisano trójwymiarowe frontalne automaty komórkowe. Zastosowanie takich automatów w miejsce konwencjonalnych pozwala na znaczące zmniejszenie czasu obliczeń. Frontalne automaty komórkowe przystosowano do symulacji rozwoju mikrostruktury podczas walcowania wyrobów płaskich. Plan gniotów wykorzystano jako dane wejściowe do modelowania. W publikacji przedstawiono wybrane wyniki symulacji za pomocą frontalnych automatów komórkowych. Jednym z najważniejszych problemów nauki o materiałach jest przewidywanie rozwoju mikrostruktury i własności irtccha-nicznych. Opracowany w niniejszej pracy mocfe/ składa się z dwóch części, które uwzględniają odkształcenie i zmiany mikrostruktury. Zwykle odkształcenie nie jest uwzględniane podczas symulacji za pomocą automatów komórkowych. Natomiast, w przedstawionym modelu, dopóki zakumulowane w materiale odkształcenie nie jest wystarczająco duże, dotąd komórki w przestrzeni automatów odkształcają się zgodnie z tensorem odkształcenia, zmieniając swój kształt i rozmiary. Natomiast gdy odkształcenie osiągnie pewną ustaloną dużą wartość, która spowoduje znaczne zniekształcenie początkowego kształtu komórek, przestrzeń automatów zostaje przebudowana tak aby komórki wróciły do kształtu zbliżonego do sześcianu foremnego. Druga część modelu związana z rozwojem mikrostruktury, służy do symulacji rekrystalizacji i rozrostu ziarna. Algorytm procesu rekrystalizacji składa się z dwóch etapów: zarodkowania i rozrostu nowych ziaren. Prędkość zarodkowania i rozrostu ziaren uzależniono od takich parametrów procesu jak temperatura, odkształcenie, prędkość odkształcenia, gęstość dyslokacji i krystalograficzna orientacja ziaren. W pracy opisano trójwymiarowe frontalne automaty komórkowe. Zastosowanie takich automatów w miejsce konwencjonalnych pozwala na znaczące zmniejszenie czasu obliczeń. Frontalne automaty komórkowe przystosowano do symulacji rozwoju mikrostruktury podczas walcowania wyrobów płaskich. Plan gniotów wykorzystano jako dane wejściowe do modelowania. W publikacji przedstawiono wybrane wyniki symulacji za pomocą frontalnych automatów komórkowych. Jednym z najważniejszych problemów nauki o materiałach jest przewidywanie rozwoju mikrostruktury i własności irtccha-nicznych. Opracowany w niniejszej pracy mocfe/ składa się z dwóch części, które uwzględniają odkształcenie i zmiany mikrostruktury. Zwykle odkształcenie nie jest uwzględniane podczas symulacji za pomocą automatów komórkowych. Natomiast, w przedstawionym modelu, dopóki zakumulowane w materiale odkształcenie nie jest wystarczająco duże, dotąd komórki w przestrzeni automatów odkształcają się zgodnie z tensorem odkształcenia, zmieniając swój kształt i rozmiary. Natomiast gdy odkształcenie osiągnie pewną ustaloną dużą wartość, która spowoduje znaczne zniekształcenie początkowego kształtu komórek, przestrzeń automatów zostaje przebudowana tak aby komórki wróciły do kształtu zbliżonego do sześcianu foremnego. Druga część modelu związana z rozwojem mikrostruktury, służy do symulacji rekrystalizacji i rozrostu ziarna. Algorytm procesu rekrystalizacji składa się z dwóch etapów: zarodkowania i rozrostu nowych ziaren. Prędkość zarodkowania i rozrostu ziaren uzależniono od takich parametrów procesu jak temperatura, odkształcenie, prędkość odkształcenia, gęstość dyslokacji i krystalograficzna orientacja ziaren. W pracy opisano trójwymiarowe frontalne automaty komórkowe. Zastosowanie takich automatów w miejsce konwencjonalnych pozwala na znaczące zmniejszenie czasu obliczeń. Frontalne automaty komórkowe przystosowano do symulacji rozwoju mikrostruktury podczas walcowania wyrobów płaskich. Plan gniotów wykorzystano jako dane wejściowe do modelowania. W publikacji przedstawiono wybrane wyniki symulacji za pomocą frontalnych automatów komórkowych. Jednym z najważniejszych problemów nauki o materiałach jest przewidywanie rozwoju mikrostruktury i własności irtccha-nicznych. Opracowany w niniejszej pracy mocfe/ składa się z dwóch części, które uwzględniają odkształcenie i zmiany mikrostruktury. Zwykle odkształcenie nie jest uwzględniane podczas symulacji za pomocą automatów komórkowych. Natomiast, w przedstawionym modelu, dopóki zakumulowane w materiale odkształcenie nie jest wystarczająco duże, dotąd komórki w przestrzeni automatów odkształcają się zgodnie z tensorem odkształcenia, zmieniając swój kształt i rozmiary. mikrostruktury, służy do symulacji rekrystalizacji i rozrostu ziarna. Algorytm procesu rekrystalizacji składa się z dwóch etapów: zarodkowania i rozrostu nowych ziaren. Prędkość zarodkowania i rozrostu ziaren uzależniono od takich parametrów procesu jak temperatura, odkształcenie, prędkość odkształcenia, gęstość dyslokacji i krystalograficzna orientacja ziaren. W pracy opisano trójwymiarowe frontalne automaty komórkowe. Zastosowanie takich automatów w miejsce konwencjonalnych pozwala na znaczące zmniejszenie czasu obliczeń. Frontalne automaty komórkowe przystosowano do symulacji rozwoju mikrostruktury podczas walcowania wyrobów płaskich. Plan gniotów wykorzystano jako dane wejściowe do modelowania. W publikacji przedstawiono wybrane wyniki symulacji za pomocą frontalnych automatów komórkowych.

2

Studies on the recrystalization of nanocrystalline metals

Lendzion-Bieluń Z., Gleń M.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2007

|

Vol. 9, nr 4

5-7

EN

The influence of the promoters such as CaO, Al2O3 and K2O on the specific surface area of the nanocrystalline cobalt was determined. The recrystalization process of the nanocrystalline cobalt was determined and compared with the examinations conducted on the iron catalyst for ammonia synthesis. The triply promoted nanocrystalline obtained cobalt after the annealing process, has got greater specific surface area than the triply promoted iron.

3

Zgniot i rekrystalizacja żeliwa sferoidalnego

Szykowny T., Szczutkowski J.

Archiwum Odlewnictwa

|

2004

|

R. 4, nr 12

147--154

PL

Miedziowe żeliwo sferoidalne ferrytyzowano dwustopniowo. Próbki o grubości 3mm walcowano na zimno ze zgniotem 20, 40, 60, 80%, a następnie wyżarzano w temperaturze 450, 500, 550, 600, 650, 700oC przez dwie godziny. Określono zmiany twardości i mikrostruktury żeliwa w zależności od stopnia zgniotu i temperatury wyżarzania po zgniocie. Wyznaczono temperaturę rekrystalizacji w funkcji stopnia zgniotu. Zbadano również zmiany twardości żeliwa zgniecionego w stopniu 60% w zależności od czasu wyżarzania w temperaturze 610 lub 640oC i na tej podstawie wyznaczono energię aktywacji procesu rekrystalizacji osnowy żeliwa.

EN

A cupric ductile cast iron was two-stage ferritized. The samples 3 mm thickness was cold rolling with 20, 40, 60 and 80% cold work and next, they were two hours annealed in temperatures: 450, 500, 550, 600 650 and 700oC. The changes of cast iron hardness and microstructure were determined as a function of stage of cold work and annealing temperature after cold work. Recystalization temperature in function of cold work stage was determined too. The changes of hardness of crushed in 60% stage cast iron in relation to time of annealing in 610 and 640oC were also analysed. On this base activation energy of cast iron matrix recrystalization was also assigned.

4

Relations between deformation and recrystalization texture components in Cu-Al single crystals

Ratuszek W.

Archives of Metallurgy

|

2001

|

Vol. 46, iss. 4

425-437

EN

The present investigations were performed on low stacking fault energy (SFE) Cu-Al single crystals with two different contents of the alloying addition (2.85 and 6.5 wt % Al) and different initial orientations, which were subjected to cold-rolling and subsequent annealing. Development of deformation texture proceeded in different way depending on the initial crystallographic orientation and the amount of the alloying addition. In all cases however the components of the alloy-type texture dominated within the rolling textures after high deformations (97.5% of reduction). Recrystallization texture comprised orientation components that revealed some particular crystallographic relations with respect to orientations that appeared within the final deformation texture. Base on the texture analysis it was concluded that the development of recrystallization texture is a complex process and simple description of the crystallographic relationship, utilising only 40° rotation, is inadequate. Relations between deformation and recrystallization texture components can be described in each case by rotations through particular angels about common <111> poles connected with the active slip planes.

PL

Badania przeprowadzono na monokryształach Cu-Al o niskiej energii błędu ułożenia (EBU) o dwóch zawartościach pierwiastka stopowego (2.85 i 6.5% wag. Al) oraz różnych orientacjach wyjściowych, które poddano walcowaniu na zimno a następnie wyżarzaniu. Rozwój tekstury odkształcenia zachodził w różny sposób zależnie od początkowej orientacji krystalograficznej oraz zawartości pierwiastka stopowego. Jednak we wszystkich przypadkach po wysokich odkształceniach (97,5%) w teksturze walcowania dominowały składowe tekstury typu stopu. Tekstura rekrystalizacji zawierała orientacje składowe, które wykazywały pewne określone zależności krystalograficzne w stosunku do orientacji występujących w końcowej teksturze odkształcenia. W oparciu o przeprowadzoną analizę tekstury stwierdzono, że rozwój tekstury rekrystalizacji jest procesem złożonym a prosty opis zależności krystalograficznej, wykorzystujący tylko obrót o 40°. jest niewystarczający. Relacje pomiędzy składowymi tekstury odkształcenia i rekrystalizacji można w każdym przypadku opisać za pomocą rotacji o określone kąty wokół wspólnych biegunów typu <111> związanych z aktywnymi płaszczyznami poślizgu.

5

Influence of strain path on microstructure and texture changes during deformation and recrystallization of Al single crystals with orientation (110)[001]

Moskalewicz T., Wróbel M., Dymek S., Blicharski M.

Archives of Metallurgy

|

2001

|

Vol. 46, iss. 4

337-350

EN

Al single crystals with the orientation (110) [001] were cold rolled (true strains 0.51 and 0.92) and subsequently compressed in a channel die in such a way that the new direction of plastic flow was parallel to the former transverse rolling direction and the compressed surface was parallel to the rolling plane. The microstructurc after rolling was uniform. The channel die compression brought about a rotation of the initial orientation around the ND (the rotation angle increased with deformation to about 28°). Distribution of earliest recrystallized grains was essentially random and after completion of recrystallization the grains were large. The recry stall ization textures are formed according to the oriented growth theory.

PL

Monokryształy Al o orientacji (110) [001] walcowano (nadając odkształcenia rzeczywiste 0,51 i 0,92), a następnie ściskano w matrycy z kanałem w ten sposób, by nowy kierunek plastycznego płynięcia był równoległy do kierunku poprzecznego podczas walcowania, zaś ściskana płaszczyzna była równoległa do płaszczyzny walcowania. Po przewalcowaniu monokryształy charakteryzowały się stosunkowo jednorodną mikrostrukturą. Ściskanie w matrycy z kanałem powodowało obrót orientacji wokół KN (kąt obrotu orientacji zwiększał się z odkształceniem do około 28°). Rozmieszczenie pierwszych zrekrystalizowanych ziaren było względnie losowe, a po zakończeniu rekrystalizacji ziarna były duże. Tekstury rekrystalizacji tworzone były zgodnie z teorią uprzywilejowanego wzrostu.