Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Computer Methods in Materials Science

1 2013

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Modelling of static recrystallization kinetics by coupling crystal plasticity FEM and multiphase field calculations

Güvenci O., Henke T., Laschet G., Böttger B., Apel M., Bambach M., Hirt G.

Computer Methods in Materials Science

2013

Vol. 13, No. 2

368--374

In multi-step hot forming processes, static recrystallization (SRX), which occurs in interpass times, influences the microstructure evolution, the flow stress and the final product properties. Static recrystallization is often simply modeled based on Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) equations which are linked to the visco-plastic flow behavior of the material. Such semi-empirical models are not able to predict the SRX grain microstructure. In this paper, an approach for the simulation of static recrystallization of austenitic grains is presented which is based on the coupling of a crystal plasticity method with a multiphase field approach. The microstructure is modeled by a representative volume element (RVE) of a homogeneous austenitic grain structure with periodic boundary conditions. The grain microstructure is generated via a Voronoi tessellation. The deformation of the RVE, considering the evolution of grain orientations and dislocation density, is calculated using a crystal plasticity finite element (CP-FEM) formulation, whose material parameters have been calibrated using experimental flow curves of the considered 25MoCrS4 steel. The deformed grain structure (dislocation density, orientation) is transferred to the FDM grid used in the multiphase field approach by a dedicated interpolation scheme. In the phase field calculation, driving forces for static recrystallization are calculated based on the mean energy per grain and the curvature of the grain boundaries. A simplified nucleation model at the grain level is used to initiate the recrystallization process. Under these assumptions, it is possible to approximate the SRX kinetics obtained from the stress relaxation test, but the grain morphology predicted by the 2d model still differs from experimental findings.

W wielostopniowych procesach obróbki plastycznej, rekrystalizacja statyczna (ang. static recrystallization - SRX) występująca w czasach przerw między odkształceniami, wpływa na rozwój mikrostruktury, naprężenie uplastyczniające oraz właściwości gotowego produktu. Statyczna rekrystalizacja jest często modelowana korzystając z równania Johnson-Mehl- Avrami-Kolmogorov (JMAK), które jest powiązane z lepkoplastycznym płynięciem materiału. Taki pół-empiryczny model nie jest w stanie przewidzieć mikrostruktury ziaren dla SRX. W niniejszym artykule przedstawiono podejście do symulacji statycznej rekrystalizacji austenitu wykorzystujące połączenie plastyczności kryształów z metodą pola wielofazowego. Mikrostruktura jest modelowana za pomocą reprezentatywnych elementów objętości (ang: Representative Volume Element - RVE) jednorodnej struktury ziaren austenitu z okresowymi warunkami brzegowymi. Mikrostruktura jest generowana za pomocą wieloboków Voronoi. Obliczenia odkształcenia RVE są prowadzone połączonymi metodami plastyczności kryształów i MES, z uwzględnieniem rozwoju orientacji ziaren oraz gęstości dyslokacji. Parametry modelu materiału wyznaczono na podstawie doświadczalnych krzywych płynięcia dla stali 25MoCrS4. Odkształcona struktura ziaren (gęstość dyslokacji, orientacja) jest przekazywana do siatki różnic skończonych w modelu pola wielofazowego stosując metodę interpolacji. W obliczeniach pola faz, siły pędne dla statycznej rekrystalizacji są obliczane na podstawie średniej energii w ziarnie i krzywizny granic ziaren. W celu zainicjowania rekrystalizacji stosowany jest uproszczony model zarodkowania na poziomie ziarna. Przy tych założeniach możliwe było oszacowanie kinetyki SRX na podstawie badań relaksacji naprężeń. Z drugiej strony przewidywana w modelu 2D morfologia ziaren wciąż odbiega od wyników doświadczalnych.