21. Н.С.Кондратьев Модели рование рекристаллизации с учетом эволюции субзеренной структуры

13 июня состоялось 21-е заседание общероссийского междисциплинарного научного семинара "Реология, вязкоупругость, ползучесть, пластичность и разрушение: эффекты, материалы, испытания, модели, анализ, технологии". Доклад "Многоуровневое моделирование динамической рекристаллизации с учетом эволюции субзеренной структуры" сделал Н.С. Кондратьев, к.ф.-м.н., заведующий лабораторией многоуровневого моделирования конструкционных и функциональных материалов Пермского национального исследовательского политехнического университета Аннотация Большинство технологических процессов формования изделий из металлов и сплавов (ковка, прокатка, вытяжка, экструзия и др.) реализуются при повышенных температурах, что приводит к существенному перестроению структуры материала вследствие реализации термоактивируемых процессов на различных масштабных уровнях. Наиболее значительные структурные изменения происходят в результате рекристаллизации, которая исследуется в работе. Рекристаллизация заключается в образовании малодефектных зерен в деформированном материале и последующем их росте за счет миграции высокоугловых границ (или их участков), движущей силой которой является разность энергий, запасенной при неупругом деформировании в соседствующих зернах. В результате рекристаллизации изменяется форма, размеры, ориентация кристаллографической системы координат новых зерен. Формулируется задача описания неупругого деформирования поликристалла при термомеханических воздействиях с учетом изменения в результате реализации рекристаллизации материальной структуры, влияющей на макросвойства. Для решения поставленной задачи применяется подход многоуровневого моделирования с внутренними переменными, в явном виде позволяющий учитывать эволюционирующую структуру материала [1,2]. В докладе кратко формулируются основные положения данного подхода для решения рассматриваемой проблемы. Приводится описание «стандартной» статистической конститутивной модели для описания неупругого деформирования представительного объема материала. Для описания прерывистой динамической рекристаллизации предлагается модификация расширенной модели с учетом топологии зеренной структуры и локального взаимодействия по плоским участкам границ зерен [3, 4]. Предлагается способ перестроения топологии зеренной структуры при рекристаллизации [5]. Рекристаллизация приводит к существенному перестроению зеренной, субзеренной и дефектной структуры материала. При определенных режимах термомеханической обработки поликристаллов возможно объединение соседних субзерен в кластеры при коалесценции. Кластеры субзерен вблизи большеугловых границ являются потенциальными зародышами рекристаллизации. В рамках многоуровневого подхода предложена модель коалесценции [6], влияющая на развитие рекристаллизации [7]. В работе представлены результаты многоуровневого моделирования поведения поликристаллических образцов, включающие описание изменяющейся структуры материала, исследовано влияние температуры, скорости деформации, начального состояния субзеренной структуры на ход процесса рекристаллизации. 1. Трусов П.В., Швейкин А.И., Кондратьев Н.С., Янц А.Ю. Многоуровневые модели в физической мезомеханике металлов и сплавов: результаты и перспективы // Физическая мезомеханика. – 2020. – Т.23, №6. – С. 33-62. 2. Trusov P., Shveykin A., Kondratev N. Some issues on crystal plasticity models formulation: Motion decomposition and constitutive law variants //Crystals. – 2021. – Vol. 11 (11). – 1392. 3. Trusov P., Kondratev N., Podsedertsev A. Description of dynamic recrystallization by means of an advanced statistical multilevel model: Grain structure evolution analysis //Crystals. – 2022. – Vol. 12 (5). – 653. 4. Кондратьев Н.С., Трусов П.В., Подседерцев А.Н. Многоуровневая модель поликристаллов: применение к оценке влияния текстуры и разориентации зерен на величину критической деформации инициации динамической рекристаллизации // Вестник Пермского нацио-нального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2021. – No 4. – С. 83–97. DOI: 10.15593/perm.mech/2021.4.09 5. Trusov P., Kondratev N., Podsedertsev A. Grain Structure Rearrangement by Means the Advanced Statistical Model Modified for Describing Dynamic Recrystallization //Metals. – 2023. – Vol. 13 (1). – 113. 6. Kondratev N., Trusov P., Podsedertsev A., Baldin M. Subgrain Coalescence Simulation by Means of an Advanced Statistical Model of Inelastic Deformation //Materials. – 2022. – Vol. 15 (15). – 5406. 7. Trusov P., Kondratev N., Baldin M., Bezverkhy D. A Multilevel Physically Based Model of Recrystallization: Analysis of the Influence of Subgrain Coalescence at Grain Boundaries on the Formation of Recrystallization Nuclei in Metals //Materials. – 2023. – Vol. 16 (7). – 2810.