Simulation of dynamic recrystallization using random grid cellular automata

• Autorzy: Yazdipour, N. , Davies, C. , Hodgson, P.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie rekrystalizacji dynamicznej z wykorzystaniem losowej metody automatów komórkowych

• Konferencja: 14th KomPlasTech Conference, Zakopane, January 14-17, 2007
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Computer simulation is a powerful tool to predict microstructure and its evolution in dynamic and post-dynamic recrystallization. CAFE proposed as an appropriate approach by combining finite element (FE) method and cellular automata (CA) for recrystallization simulation. In the current study, a random grid cellular automaton (CA), as micro-scale model, based on finite element (FE), as macro-scale method, has been used to study initial and evolving microstructural features; including nuclei densities, dislocation densities, grain size and grain boundary movement during dynamic recrystallization in a C-Mn steel. An optimized relation has been established between mechanical variables and evolving microstructure features during recrystallization and grain growth. In this model, the microstructure is defined as cells located within grains and grain boundaries while dislocations are randomly dispersed throughout microstructure. Changes of dislocation density during deformation are described considering hardening, recovery and recrystallization. Recrystallization is assumed to initiate near grain boundaries and nucleation rate was considered constant (site-saturated condition). The model produced a mathematical formulation which captured the initial and evolving microstructural entities and linked their effects to measurable macroscopic variables (e.g. stress).

PL

Symulacje komputerowe są doskonałym narzędziem umoż­liwiającym przewidywanie rozwoju mikrostruktury podczas rekrystalizacji dynamicznej. Automaty komórkowe są jedną z najbardziej efektywnych metod symulowania zjawisk fizycznych zachodzących podczas rekrystalizacji i rozrostu ziaren. W niniejszym artykule obydwa wymienione zjawiska zostały zamodelowane przy wykorzystaniu dwuwymiarowej siatki automatów komórkowych. Dane takie jak czas, wstępna wielkość ziaren oraz wstępna gęstość zarodkowania zostały wykorzystanie do walidacji modelu jako zmienne modelu JMAK (Johnson, Mehl, Avrami, i Kolmogorov). Zgodnie z przyjętymi założeniami, automaty komórkowe okazały się być dogodnym narzędziem symulacji zjawiska dynamicznej rekrystalizacji.

Słowa kluczowe

EN

dynamic recrystallization; dislocation density; cellular automata

• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 7, No. 1
• Strony: 175-181
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Yazdipour, N.

autor

Davies, C.

autor

Hodgson, P.

• Center of Material and Fibre Innovation (CMFI), Deakin University, Geelong, Yictoria 3217, Australia

Bibliografia

• Dehghan, A.M., Beladi, H., Barnett, M.R., Hodgson, P.D., 2004, Recrystallization in 304 Austenitic Stainless Steel, Materials Science Forum. 467-470, 1163-1168.
• Estrin, Y., Mecking, H., 1984, Acta Metall., 32, l, 57-70.
• Hodgson, P.D., 1993, Mathematical Modelling of Recrystallization Process during the Hot Rolling of Steel, PhD Thesis, University of Queensland, Brisbane.
• Humphreys, F.J., Hatherly, M., 1996, Recrystallization and related annealing phenomena, Pergamon Elsevier.
• Janssens, K.G.F., 2003, Random grid three-dimensional space-time coupled cellular automata for the simulation of recrystallization and grain growth, Modelling Simul, Mater.Sci. Eng., 11,157-171.
• Mecking, H., Kocks, F., 1981, Acta Metall., 29, 1865-1875.
• Mecking, H., 1981, Dislocation Modelling of Physical Systems, Pergamon Press, Oxford, 197.
• Militzer, M., Sun, W.P., Jonas, J.J., 1994, Acta Metall. Mater., 42,133-141.
• Poliak, E.I., Jonas, J.J., 2003, ISIJ Int., 43, 684-691.
• Raabe, D., 1998, Computational materials science, Wiley-VCH.
• Raabe, D., 2002, Cellular Automata in materials science with particular reference to recrystallization simulation, Annu. Rev. Mater. Res., 32, 53-76.
• Roucoules, C., Pietrzyk, M., Hodgson, P.D., 2003, Mater. Sci. Eng. A., 1-9.