动态再结晶CA法模拟基础之初始晶粒生长规则

初始晶粒的生长规则：

热加工过程中，首先需要把钢加热到奥氏体状态，然后在适当的热工艺条件下获得所期望的性能和组织。前人在做动态再结晶的模拟时通常由实验获得初始晶粒的大小，然后按照CA法在实验所获得的结果上进行动态再结晶的模拟。这种处理方法尽管简便，但是没有考虑到材料本身的奥氏体化过程，因此在本算例中把动态再结晶之前的奥氏体化过程简化为一个晶粒正常长大的过程进行模拟。

奥氏体形成过程主要由：奥氏体形核、奥氏体长大、残余渗碳体溶解和奥氏体成分均匀化组成。因此本算例所采用的初始晶粒生长规则[1-4]为：

1.晶粒长大是一个热激活过程，位于晶界时处的原子需要克服一定的能量势垒才能跃迁到新的状态。在同一个CA步中按照概率确定元胞发生转变的难易程度。

其中C是常数，可以通过T=Tm时转化概率为1，即此时P1进行取值。Tm为材料融化温度，Tac1为奥氏体化温度，R是气体常数，Qb是晶界迁移激活能。以上参数可因材料的不同根据论文进行选取。

由于晶粒长大时遵循以下规律：首先，弯曲晶界趋向平直，即晶界向曲率中心方向移动，以减少表面积，降低表面能；其次三个晶粒的晶界夹角不等于120度时，晶界总是向角度较小的晶粒方向移动，促使三个夹角趋向于120度。基于以上的规则考虑晶界曲率对晶粒长大的影响指定2-4规则。

2.按照8邻居（Moore）类型，如果中心元胞C5(如图1)周围有连续5个或5个以上的元胞为相同的状态，则下一个时间步，中心元胞状态变得与他们相同。

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