deform中晶粒再结晶模拟

第15卷第11期精密成形工程刘凯1,2,3，庞坤4，宋建民5，王新伟4，王红杰1,2,3，王雯龙1,2,3，胡俊1，陈刚1,2,3（1.中国兵器科学研究院宁波分院，浙江宁波 315103；2.浙江省宁波表面工程研究中心，浙江宁波 315103；3.宁波表面工程研究院有限公司，浙江宁波 315010；4.浙江天力机车部件有限公司，浙江丽水 323000；5.宁波市鄞创科技孵化器管理服务有限公司，浙江宁波 315010）摘要：目的通过Deform-3D软件模拟42CrMoA钢的热压缩过程，研究在压缩量为60%、变形温度为950~1 100 ℃和应变速率为0.01~10 s−1条件下42CrMoA钢再结晶模型的可靠性。

方法将热压缩试样沿轴线对半分开，以试样中心和边部位置作为金相观察区，分析42CrMoA钢的热变形行为，将计算得到的动态再结晶临界模型输入Deform-3D软件的前处理模块中，模拟过程的变形参数与实验过程的相同，通过在模拟试样的心部和边部位置进行点追踪，实现模拟结果和实验结果中组织的对比分析。

结果在压缩过程中42CrMoA 钢真应力的变化受加工硬化和动态软化协同作用影响。

随着温度的升高，试样心部和边部的再结晶体积分数均有所上升，且试样心部动态再结晶体积分数大于边部的。

模拟结果显示，当温度由1 000 ℃升高至1 100 ℃时，试样心部动态再结晶体积分数由75.6%升高至89.5%，在相同条件下，通过金相观察到试样心部的动态再结晶体积分数由73.2%升高至85.3%。

结论基于Johnson-Mehl-Avrami模型改进的Yada再结晶模型可以较好地描述42CrMoA钢的动态再结晶过程，实验结果与模拟结果间的相对误差小于8.35%，验证了动态再结晶模型的准确性。

关键词：42CrMoA钢；流动应力；本构方程；动态再结晶行为；微观组织DOI：10.3969/j.issn.1674-6457.2023.011.017中图分类号：TG1442.41 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2023)011-0147-09Dynamic Recrystallization Behavior of 42CrMoA Steel during Thermal Deformation LIU Kai1,2,3, P ANG Kun4, SONG Jian-min5, WANG Xin-wei4, WANG Hong-jie1,2,3,WANG Wen-long1,2,3, HU Jun1, CHEN Gang1,2,3(1. Inner Mongolia Metallic Materials Research Institute, Zhejiang Ningbo 315103, China; 2. Ningbo Surface Engineering Re-search Center, Zhejiang Ningbo 315103, China; 3. Ningbo Surface Engineering Research Institute Co., Ltd., Zhejiang Ningbo 315010, China; 4. Zhejiang Tianli Motor Parts Co., Ltd., Zhejiang Lishui 323000, China;5. Ningbo Yinchuang Incubator Co., Ltd., Zhejiang Ningbo 315010, China)ABSTRACT: The work aims to study the reliability of the 42CrMoA steel recrystallization model under the total compression strain of 60%, deformation temperature of 950-1 100 ℃and strain rate of 0.01-10 s−1 by Deform-3D software. The compressed sample was cut along the axis, and the center and edge position of the sample were used as the metallographic observation area.The thermal deformation behavior of 42CrMoA steel was analyzed. The calculated dynamic recrystallization model was input to the pre-processing module of Deform-3D software, and the deformation parameters of the simulation process were the same as收稿日期：2023-06-08Received：2023-06-08基金项目：宁波市2025重大科技攻关项目（2022Z003，2022Z056，2023Z013，2022Z002）Fund：2025 Key Science and Technology Research Project of Ningbo (2022Z003, 2022Z056, 2023Z013, 2022Z002)引文格式：刘凯, 庞坤, 宋建民, 等. 42CrMoA钢热变形过程动态再结晶行为[J]. 精密成形工程, 2023, 15(11): 147-155. LIU Kai, PANG Kun, SONG Jian-min, et al. Dynamic Recrystallization Behavior of 42CrMoA Steel during Thermal Deforma-tion[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2023, 15(11): 147-155.148精密成形工程 2023年11月those of the experimental process. The point tracking of the simulation results was carried out at the same position as the metal-lographic observation area. The results of simulation and experiment were compared and analyzed. It was found that the change of flow stress of 42CrMoA steel was affected by processing hardening and dynamic softening. The recrystallization volume fraction of the center and edge of the sample increased with the increase of temperature. The recrystallization grain volume frac-tion in the sample center was greater than that at the edge. The simulation results showed that when the temperature increased from 1 000 ℃to 1 100 ℃, the dynamic recrystallization grain volume fraction of the sample center increased from 75.6% to89.5%, and the dynamic recrystallization volume fraction of the sample center of the sample increased from 73.2% to 85.3%under the same conditions. The improved Yada recrystallization model based on the Johnson-Mehl-Avrami model can better de-scribe the dynamic recrystallization process of 42CrMoA steel, and the relative error between simulation and test results is smaller than 8.35%, which verifies the accuracy of dynamic reconstruction models.KEY WORDS: 42CrMoA steel; flow stress; constitutive equation; dynamic recrystallization behavior; microstructure42CrMoA钢是具有代表性的中碳、低合金、高强度钢之一。

DEFORM软件的二次开发与大型锻件锻造工艺优化DEFORM软件的二次开发与大型锻件锻造工艺优化本文对热锻过程工艺模拟和微观组织预测进行了软件二次开发、试验验证和工业应用方面的研究，完成的主要工作如下：1．在UNIX和Windows平台上，对现有的体积成形商业软件DEFORM3D 进行了二次开发，利用DEFORM3D的用户子程序功能，插入了包括动态再结晶过程的热粘塑性本构模型。

使得两个版本的DEFORM3D都具备了微观组织演化的模拟和预测功能。

与其它同类研究工作相比，本文所开发的微观组织模拟功能不仅能预测平均晶粒度的变化，还能用于分析热锻过程中混晶缺陷的发生与发展过程。

2．根据大型汽轮机转子的实际锻造过程，完成了几种不同的压下量和变形速度的按比例缩小的FMV拔长工艺模拟试验。

3．用二次开发后的DEFORM3D对上述模拟试验过程进行了数值模拟。

分析讨论了压下量和变形速度对微观组织的影响，并通过试验结果和计算结果的比较，验证了所使用的材料本构模型及其参数值的正确性，也说明了本文所进行的软件二次开发是成功的。

4．应用数值模拟方法优化了FMV工艺上、下V砧的宽度比。

按照工件心部变形大、载荷小的原则，得到的优化结果是：上下砧宽比=1: 1.5时压实效果最好。

5．对大型汽轮机转子锻造过程中的成形火次进行了温度场的数值模拟和优化，得到了控制转子锻件心部温度不超过1100℃的工艺参数，为实际生产解决混晶问题提供了参考数据。

第一章绪论9-24§ 1．1 引言9§1．2 课题来源及研究的意义9-10§1．3 文献综述10-231．3．1 微观组织模拟历史10-111．3．2 动态再结晶机理11-141．3．3 材料模型14-191．3．4 参数识别19-211．3．5 模拟技术21-221．3．6 混晶问题22-23§1．4 本文研究工作的主要内容23-24第二章动态再结晶分析模型及刚粘塑性有限元基本理论24-37§2．1 引言24§2．2 动态再结晶分析模型24-322．2．1 动态再结晶过程24-262．2．2 动态再结晶过程流动应力变化规律的微观解释26-282．2．3 动态再结晶本构模型28-312．2．4 动态再结晶模型中参数31-32§2．3 刚粘塑性有限元的理论基础32-362．3．1 刚粘塑性材料的边值问题32-332．3．2 刚粘塑性变分原理33-352．3．3 热传导计算35-362．3．4 微观组织变量和流动应力的计算36§2．4 小结36-37第三章 DEFORM二次开发37-53§3．1 引言37§3．2 基于UNIX平台的DEFORM编程接口37-523．2．1 文件配置37-383．2．2 用户子程序结构38-423．2．3 动态再结晶过程分析子程序的编制42-463．2．4 流动应力计算的难点和解决方法46-473．2．5 新的数据文件构建47-483．2．6 用于四面体单元网格重划分数据转换的插值方法48-503．2．7 插值程序流程图50-513．2．8 DEFUSR．FOR文件中几个子程序之间的关系51-52§3．3 小结52-53第四章 FMV模拟试验研究53-62§4．1 引言53§4．2 试验方案设计53-614．2．1 试验的目的534．2．2 几何模型53-544．2．3 试验设备544．2．4 试验参数54-554．2．5 试样的材料554．2．6 试验步骤554．2．7 试验结果与讨论55-61§4．3 小结61-62第五章数值模拟和试验结果对比分析62-74§ 5．1 引言62§5．2 工艺模拟数据准备62-635．2．1 材料参数625．2．2 几何模型62-635．2．3 工艺参数63§5．3 数值模拟计算结果63-68§5．4 结果分析讨论68-735．4．1 数值模拟结果分析讨论68-695．4．2 数值模拟结果和试验结果的比较69-73§5．5 小结73-74第六章 FMV拔长工艺研究74-80§6．1 引言74§6．2 FMV数值模拟优化分析74-756．2．1 优化原则746．2．2 分析模型74-75§6．3 数值模拟结果分析75-796．3．1 变形分析786．3．2 载荷分析78-796．3．3 优化结论79§6．4 小结79-80第七章汽轮机转子锻件温度场模拟80-90§7．1 引言80-82§7．2 大型汽轮机转子锻件成形火次温度场模拟与优化82-897．2．1 简化假设与数值模拟模型82-837．2．2 温度场数值模拟结果83-89§7．3 小结89-90第八章结论90-92附录：用户子程序源代码92-114 参考文献114-116致谢116-117。

SPCC钢塑性变形中动态再结晶的数学模型与模拟分析陈林;韩彩霞;金自力;任慧平;王文君【摘要】利用热模拟设备Gleeble - 1500D,对SPCC钢在不同变形量下的真应力-应变曲线进行了测定,并结合微观组织观察,确定了SPCC钢动态再结晶的数学模型,研究并分析了变形参数对动态再结晶晶粒的影响.通过DE-FORM有限元软件对SPCC钢的热压缩过程进行模拟计算.分析了不同变形条件对晶粒尺寸的影响.模拟计算结果很好地与实验结果相吻合,为进一步研究这种钢的动态再结晶提供了一定的参考依据.【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》【年(卷),期】2012(031)001【总页数】6页(P56-61)【关键词】SPCC钢;动态再结晶;数学模型;有限元仿真【作者】陈林;韩彩霞;金自力;任慧平;王文君【作者单位】内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010;包头钢铁(集团)公司设计院,内蒙古包头 014010【正文语种】中文【中图分类】TG111.7钢的塑性变形一般在其奥氏体区进行，由于加工温度高，变形时奥氏体组织将发生动态回复和动态再结晶，并伴随着组织结构的变化.这些现象的发生和发展将直接影响工件的内部质量，极大地影响材料的力学和工艺性能，因此，模拟材料热加工过程中动态软化及组织变化规律是对材料热加工组织性能进行模拟、优化加工工艺所必需的重要环节.为了真实地反映变形过程与微观组织演变过程之间的交互作用，通过有限元软件对微观组织进行模拟是很有必要的，这对正确理解成型工艺与工件内部质量之间的关系具有重要意义.本文分别通过实验和模拟的方法对SPCC钢的动态再结晶过程的真应力-应变进行了系统的测定和研究，分析了各种变形参数对组织晶粒的影响，为进一步研究此种钢的动态再结晶行为提供了一定的依据.实验材料为包钢生产的SPCC冷轧钢板的热轧原料，化学成分见表1.实验样品从现场取样，热压缩标准试样为φ8×15 mm的圆柱形.本实验在Gleeble-1500D热模拟实验机上进行，采用单道次压缩实验，测定应力-应变曲线.具体实验工艺见图 1，将试样以5℃/s的速度加热到1 250℃，保温20 s后以5℃/s的速度冷却到1 100℃，保温5 min，以保证是铸态下的奥氏体晶粒，以5℃/s的速度冷却到不同温度进行压缩变形，变形温度分别为980，940，900，850℃，应变速率分别为1.0，10，30 s－1，变形量为70%.在变形过程中，为防止氧化采用真空保护.试样变形后迅速水淬，以冻结高温动态再结晶奥氏体晶界.淬火后将试样沿变形轴方向切开，切面经机械抛光后，采用硝酸的质量分数为4%的硝酸酒精浸蚀原奥氏体晶界，采用蔡司金相显微镜观察组织.运用截线法统计晶粒尺寸，样本容量大于300.图2为SPCC钢在不同变形条件下的真应力-真应变曲线.从图2的应力-应变曲线可知:变形温度越低，峰值应力及其所对应的峰值应变就越大，就越不容易发生动态再结晶.这一关系可以用 Zener-Hollomon因子Z来表示［1］:Z为温度补偿变形速率因子.当变形温度越低、变形速率越大时，Z值越大，开始发生动态再结晶的变形量和动态再结晶完成时的变形量也越大，也就是说需要一个较大的变形量才能发生动态再结晶.通过数据处理可以求得SPCC钢的动态再结晶的激活能Q=508.82 kJ/mol，动态再结晶模型:本实验利用Z参数解析了变形温度和应变速率对再结晶晶粒大小D的影响.其计算模型为［2］:式中，C，n为实验常数.回归得到系数C=1 432.1，n=0.091 45，因而得出SPCC钢的动态再结晶晶粒尺寸模型为:根据唯象Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程所描述的动态再结晶动力学关系为:从实验得出的应力-应变图中采集数据，便可求出不同变形条件下的动态再结晶体积分数.SPCC钢的动态再结晶动力学模型为:该模型较好地描述SPCC钢在热压缩时，发生动态再结晶的动力学规律、动态再结晶晶粒尺寸与热加工工艺参数间的函数关系.为SPCC钢的组织预报模拟提供了不同变形条件下的动态再结晶数学模型.在热塑性成形过程中，控制加工工艺对得到尺寸精确和组织性能良好的工件是非常必要的，而且充分了解组织演化和工艺参数之间的关联对提高工件的机械性能也是必不可少的.因此，利用 DEFORM［3］有限元软件对SPCC钢圆柱坯料的热压缩变形进行模拟仿真，并分别讨论分析了变形量、变形温度以及变形速率对动态再结晶发生程度及晶粒尺寸的影响规律.由于压缩模型是一对称体，所以在模拟过程中可以取整个模型的1/4来模拟真实情况，本模型使用绝对网格划分方式，设置最小单元尺寸0.041in.利用热模拟机上的压缩变形参数和已经计算得到的结果，模拟SPCC压缩变形的过程.试样的加热温度为1 100℃，应变速度为1 s－1，从变形体上取了两个点P1，P2，起始晶粒度设置为25μm.由图3中所示的不同变形量的等效应变分布可以看出，当温度和变形速率一定时，由于摩擦、传热以及动态再结晶等因素的影响产生试样内部变形分布严重不均匀现象.试样心部P1点位置处的应变值明显大于试样边部P2点.根据动态再结晶的基本理论可知，临界应变确定了动态再结晶的发生与否，而通过图3中P1，P2点的应变分布可知，试样心部的应变大于边部，再结晶是从心部开始再到边部.通过35%和70%压下量的比较，更验证了当变形温度、变形速率一定时，变形量越大越易发生动态再结晶.图4给出了P1，P2点变形后的模拟晶粒清形.由图4可以看出，试样心部的P1点的晶粒尺寸始终小于P2点，并且较为均匀.在压下量为70%时，发生了完全动态再结晶，晶粒得到了细化，P1点的最大晶粒尺寸为3.9μm，平均晶粒尺寸1.9μm，P2点的最大晶粒尺寸为4.5μm，平均晶粒尺寸为2.3μm.当变形温度为一定时，随着应变速率由1.0 s－1提高到10 s－1时，动态再结晶最大的晶粒尺寸得到了细化，平均晶粒尺寸由2.7μm变为1.9μm，并且晶粒更加均匀(图5).由图6也可以看出，应变速率10 s－1的组织要比1.0 s－1的晶粒更细化更均匀.但是显微组织的晶粒尺寸要大于模拟的结果，这是因为在热模拟试验中，在高温变形后水淬保留奥氏体的过程中，会不可避免的接触到空气而发生相变，使得晶粒长大.图7，8分别给出了变形温度为1 000，850℃的模拟晶粒图.由图7，8可见，当应变速率一定时随着变形温度由850升高到1 000℃，动态再结晶平均晶粒尺寸由2μm左右增大到3μm左右，即随着变形温度的升高，动态再结晶晶粒尺寸增大，并且模拟晶粒图符合显微组织图(图9).这是由于热变形过程是热激活过程，在高温时，热激活作用强，容易克服能垒，位错的交滑移和晶界迁移运动比较容易，从而促进动态再结晶的形核和晶粒长大.因此，晶粒大小随温度的升高而增大.(1)在本实验条件下，从SPCC钢的真应力-真应变曲线上采集数据，通过线性回归法获得SPCC钢动态再结晶的激活能Q=508.82 kJ/mol，其热变形方程式为: (2)利用Zener-Hollomon参数Z表达应变速率和变形温度对热变形奥氏体动态再结晶晶粒尺寸的影响，建立了SPCC钢动态再结晶晶粒尺寸模型:(3)利用DEFORM软件模拟了SPCC钢热压缩试验过程，比较了不同压下量、不同应变速率和温度下的晶粒变化和大小，并且和实际显微照片做了对比，证实了软件模拟的可靠性.通过晶粒尺寸的可视化，验证了大的压下量、低温高速更易发生动态再结晶，从而使晶粒更细化.【相关文献】［1］魏立群，祁捷.B72LX钢的动态再结晶数学模型［J］.钢铁研究学报，2006，18(9):44-46. ［2］魏洁，唐广波，刘正东.碳锰钢热变形行为及动态再结晶模型［J］.钢铁研究学报，2008，20(3):31-35.［3］李传民，王向丽，闫华军.DEFORM5.03金属成形有限元分析实例指导教程［M］.北京:机械工业出版社，2006.113-126.。

基于DEFORM-3D的Al2024锻造成形模拟冉乙川;崔超;周丽【摘要】利用DEFORM-3D有限元分析软件对Al2024材料进行锻造模拟,分析各变形工艺参数对Al2024材料锻造过程的应变场、损伤场和平均晶粒尺寸的变化规律.结果表明:随着压下量增大,锻件内部的变形不均匀程度加剧,且平均晶粒尺寸逐渐增大;随着温度的增加,最大应变、损伤和平均晶粒尺寸越来越大,从400℃增加到450℃时,最大损伤值有明显增大;当温度达到500℃时,平均晶粒尺寸减小.%The forging process of Al2024 are simulated by DEFORM-3D software.The influence of the deformation parameter on strain field,damage field and average grain size of Al2024 during forging process were analyzed.The results show that with the increase of rolling reduction,the degree of deformation in the forging increases and the average grain size increases gradually.With the increase of temperature,the maximum strain,damage and average grain size become larger and larger,and the maximum damage value increases obviously from 400℃ to450℃.When the temperature reaches 500℃,the average grain size decreases.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2017(036)004【总页数】5页(P78-82)【关键词】DEFORM-3D;Al2024;锻造【作者】冉乙川;崔超;周丽【作者单位】沈阳理工大学机械工程学院,沈阳 110159;沈阳理工大学机械工程学院,沈阳 110159;沈阳理工大学机械工程学院,沈阳 110159【正文语种】中文【中图分类】TP391铝合金由于密度低、比强度高、耐腐蚀强、易导热导电、塑性和加工性能良好、成本低等一系列优点，是航空航天等领域的主要结构材料。

GH4169合金动态再结晶的有限元模拟与实验研究王家文;王岩;陈前;李伟;陈钰青;靳书岩;牛伟;陈凤霞【摘要】以热模拟实验为基础，建立固溶态GH4169合金的动态再结晶模型，应用DEFORM-3D有限元软件模拟圆柱状试样在不同压缩变形条件下的动态再结晶体积分数分布；结合金相定量分析、电子背散射衍射(Electron backsatter diffraction (EBSD))分析及有限元模拟结果，对比研究变形参数对圆柱状GH4169合金心部微观组织的影响。

研究结果表明：升高变形温度及降低应变速率，均可促进圆柱状GH4169合金热模拟压缩试样变形的均匀性；应变速率的降低可加速GH4169合金中小角度晶界向大角度晶界的转变过程；GH4169合金的动态再结晶形核机制为以原始晶界为主的非连续动态再结晶，在试验变形条件下，孪晶界的演化对动态再结晶过程起重要作用；同时，分析实验结果与模拟结果之间的差异及其原因。

%Dynamic recrystallization (DRX) model of the annealed GH4169 alloy was established based on the thermal-mechanical simulation tests. The finite element analysis software DEFORM-3D was introduced to simulating the DRX volume of the cylindrical annealed GH4169 alloy under different deformation conditions. Combined quantitative metallographic analysis, electron backscatter diffraction (EBSD) analysis with finite element analysis, the effects of the deformation parameters on the microstructures of the center for the cylindrical samples were investigated. The results show that increasing the deformation temperature and lowering the strain rate would promote the deformation homogeneity of the cylindrical samples during thermal-mechanical simulation tests. The transformation procedure of grain boundaries with low angles and with high angles isaccelerated with decreasing the strain rate. The nucleation mechanism of the dynamic recrystallization for the alloy is the discontinuous one dominated mainly by the bulging of the original grain boundaries. Under the tested conditions, the evolution of twin boundaries plays an important role in the course of the dynamic recrystallization. Meanwhile, the differences between the experimental results and the simulation results as well as its reasons are also analyzed.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】9页(P499-507)【关键词】固溶态GH4169合金;动态再结晶;有限元模拟;形核机制【作者】王家文;王岩;陈前;李伟;陈钰青;靳书岩;牛伟;陈凤霞【作者单位】中南大学航空航天学院，长沙 410083;中南大学航空航天学院，长沙 410083;中南大学航空航天学院，长沙 410083;中南大学航空航天学院，长沙410083;中南大学航空航天学院，长沙 410083;中南大学航空航天学院，长沙410083;中南大学航空航天学院，长沙 410083;中南大学航空航天学院，长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TG142.71GH4169(Inconel 718)合金是以面心立方γ相为基体、体心立方γ″相为主要强化相、面心立方γ′相为辅助强化相的时效强化高温合金。

7050铝合金大锻件锻造工艺仿真与再结晶组织模拟锻造作为一种传统的生产工艺广泛应用于机械、航空、航天、兵器等许多生产部门，在国民经济中占有十分重要的地位。

近年来，随着航空航天以及军工业的发展，一些特殊锻件的尺寸也在不断增加，这就导致其内部冶金缺陷问题如空洞、气泡、疏松、夹杂等更加突出，因此，大锻件的锻造过程不同于一般小型锻件的锻造过程，它不单是锻件的成形过程，更重要的是消除冶金缺陷，改善组织的过程，达到成形成性的目的。

7050铝合金作为一种超高强铝合金，是一种具有高的室温强度和良好的综
合力学性能的航空结构材料，广泛应用于飞机重要部件的制造，由于超高强铝合金在常温条件下的塑性较低，一般需经高温塑性加工成形，目前飞机上使用的超高强铝合金结构件主要采用模锻工艺成形。

因此，超高强铝合金的高温变形特性对制订该类合金的成形工艺具有重要的工程意义。

本文以7050铝合金为研究对象，首先分析了其高温变形特性，得出其高温变形时的流变应力本构方程和动态再结晶模型，然后利用DEFORM-3D软件对7050铝合金大厚板成形六套工艺方案进行有限元模拟分析及优化，从消除铸造组织和改善坯料心部变形情况出发得出了一套优化工艺方案。

考虑到微观组织是影响终锻件性能的重要因素，本文最后对该优化工艺方案进行动态再结晶组织演变模拟，从微观方面验证该工艺方案，模拟结果表明，该优化工艺方案对消除铸造组织和细化晶粒尺寸是十分有效的，为7050铝合金大厚板的成形工艺提供理论依据。

DEFROM-3D之晶粒度分析模拟1.创建一个新问题在主窗口中选中一个DB文件，单机后处理的Microsoftstructure按钮，打开DEFORM-MICROSTRUCTURE窗口，单击Add project按钮增加计划。

2. 追踪选项设置点击define按钮，在坯料上选取5个点，如图2所示单机next按钮，在追踪界面选中No单选按钮，点击next。

3. 离散点阵设置在离散点阵界面，类型选中Celluar Automata单选按钮（即CA模型），几何选中Square单选按钮，行和列分别设置为50，绝对尺寸为1，如图3所示4. 边界条件设置在边界条件界面，保持默认设置即可5. 晶粒边界条件设置在晶粒边界选项界面，设定Grain boundaries coupled to material flow 为No。

Neighborhood选第一个，半径为1如图4所示6. 位错密度常数设置根据实际情况分别查找到对应材料各参数值，本次演示操作选取的值如图5所示7. 再结晶设置在再结晶界面选中Discontinous dynamic recrystallization (DRX)复选框，如图6所示，点击next8. 形核状况设置（1）在晶核形成界面1选中Function of threshold dislocation density and probability 单选按钮，如图7所示，然后next（2）在晶核形成条件界面2里，Critical dislocation density for DRX设为0.02，Probability of nucleation设为0.01，如图8所示，然后单击next。

9. 晶粒生长设置在晶粒长大和材料常数界面，常数设为1，如图9所示，然后next10. 流动应力和材料常数设置（1）在流动应力和材料常数界面，单击define按钮，输入温度100，流动应力20000000；温度500，流动应力10000000.如图10所示。

广东化工2021年第9期·296· 第48卷总第443期Deform-3D 软件在材料科学基础课程教学中的应用谭元标*，雷源源，万明攀(贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳550025)Application of Deform-3D Software in Teachingof Fundamentals of Materials ScienceTan Yuanbiao *,Lei Yuanyuan,Wan Mingpan(College of Materials and Metallurgy,Guizhou University,Guiyang 550025,China)Abstract:In this paper,an objective is carried out to introduce the applications of Deform-3D software in the course teaching on the recovery and recrystallization of metal materials.Take an example of hot deformation of zirconium alloy,the recovery and recrystallization characterization of the zirconium alloy at any time can be intuitively exhibited by simulating images.Through dynamic simulation,students can have a deeper understanding of the basic knowledge of recovery and recrystallization in metal pared with the simple multimedia courseware teaching method,a better teaching effect can be obtained by the method of simulation assisted teaching.Keywords:fundamentals of materials science ；metal materials ；Deform-3D software ；finite element model ；course teaching材料科学基础作为金属材料专业的最基础专业核心课程，主要介绍材料科学的基本理论知识，如材料的微观结构(晶体结构和晶体缺陷)、液态金属材料凝固过程的相变行为、固态金属热处理过程的相变以及原子的扩散行为、金属材料的形变与再结晶行为等。

铸造合金中的晶粒再结晶行为分析铸造合金是一种常见的材料，在许多工业领域中得到广泛应用。

其中，晶粒再结晶行为是铸造合金性能研究中的一个重要方面。

本文将对铸造合金中的晶粒再结晶行为进行分析。

1. 晶粒再结晶的概念与意义晶粒再结晶是指在热变形过程中，由于晶格畸变和位错堆积等原因，晶粒发生改变和重组的过程。

晶粒再结晶可以消除残余应力和位错，改善材料的力学性能和热处理性能。

因此，深入研究铸造合金中的晶粒再结晶行为对于优化合金的性能具有重要意义。

2. 影响晶粒再结晶的因素铸造合金中的晶粒再结晶行为受到许多因素的影响。

首先，热变形参数（如应变速率、变形温度和变形量）对晶粒再结晶行为有重要影响。

较高的变形速率和温度有利于晶粒再结晶的发生。

其次，合金成分也是影响晶粒再结晶行为的重要因素。

部分合金元素可以通过形成稳定的晶界或形成不易迁移的扩散层来抑制晶粒再结晶的发生。

此外，晶粒大小和晶粒形状等也对晶粒再结晶有一定的影响。

3. 晶粒再结晶的机制晶粒再结晶的发生可归因于晶界的迁移和亚晶的形成和长大。

在晶界迁移机制中，位错滑移和晶粒边界能降低是两个主要因素。

位错滑移和聚集会导致局部的应变和晶格畸变，从而促进晶界迁移和晶粒再结晶的发生。

亚晶形成和长大机制涉及到亚晶的形成和长大。

亚晶是由失配位错堆积形成的局部晶间区域，经过长时间热处理后，亚晶可以再结晶为新的晶粒。

4. 晶粒再结晶行为的表征方法为了研究晶粒再结晶行为，科学家们提出了多种表征方法。

常用的方法包括金相显微镜观察、电子显微镜观察和X射线衍射等。

金相显微镜观察可以直接观察样品的晶粒结构和晶粒再结晶的发生情况。

而电子显微镜观察可以进一步观察晶界和晶粒内部的细微结构变化。

X射线衍射可以用于定量分析晶粒尺寸和晶界的特征。

5. 晶粒再结晶行为对铸造合金性能的影响晶粒再结晶行为对铸造合金的性能有着重要的影响。

晶粒再结晶可以提高合金的强度和塑性，减小晶粒尺寸可以增强合金的韧性。

此外，晶粒再结晶还会影响合金的热处理过程和织构演变。