Predicción computacional de las características de los granos durante los procesos de agitación por fricción a través...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Modelado computacional y modelado computacional.
• La metalurgia es la metalurgia.

Sus antecedentes:

• La soldadura y procesamiento por fricción y agitación (FSWP) implica una alta tensión y temperatura, lo que lleva a la recristalización dinámica y al crecimiento de los granos.
• La estructura de grano recristalizada influye significativamente en las propiedades mecánicas finales de los materiales FSWP.
• La predicción de las características microestructurales es crucial para avanzar en el modelado de FSWP y estimar las propiedades mecánicas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un marco computacional para predecir las características microestructurales durante el FSWP.
• Utilizar el principio de Recristalización Dinámica Discontinua (DDRX) para modelar la deformación plástica, la nucleación y el crecimiento.
• Integrar las salidas de los modelos de transferencia de calor y flujo de materiales (HTMF) en el marco DDRX.

Principales métodos:

• Empleó un marco computacional basado en el principio de Recristalización Dinámica Discontinua (DDRX).
• Utilizó las deformaciones computarizadas, las tasas de deformación y las temperaturas de un modelo HTMF existente como parámetros de entrada.
• Características microstruturales previstas, incluido el tamaño promedio del grano, la densidad de dislocación, el factor de Taylor, la formación de nuevos granos y la distribución del tamaño del grano.

Principales resultados:

• El modelo DDRX predijo con éxito varias características microestructurales.
• Las predicciones del tamaño del grano del modelo DDRX mostraron una notable precisión del 97% cuando se validaron con mediciones experimentales.
• El estudio demostró la fiabilidad del modelo DDRX para la predicción de características microstruturales en FSWP.

Conclusiones:

• El marco computacional desarrollado predice efectivamente las características microestructurales en FSWP.
• El modelo DDRX proporciona un método confiable para estimar el tamaño del grano y otras características microestructurales.
• La predicción microstructural precisa utilizando DDRX mejora la capacidad del modelado FSWP para la estimación de propiedades mecánicas.