近日，机械与汽车工程学院智慧能源与低碳化技术研究所霍元明副教授指导研究生周子鑫在Top期刊《MSEA》上发表了最新研究成果《Experimental investigation and crystal plasticity modelling of dynamic recrystallisation in dual-phase high entropy alloy during hot deformation》https://doi.org/10.1016/j.msea.2024.147634。
针对双相高熵合金在热加工时所产生的微观组织演变，论文就多尺度对再结晶行为模拟的技术难题，创新性地设计了一种耦合热力学模型与位错密度演化模型的晶体塑性有限元（CPFEM）子程序。CPFEM使用基于物理变量的代码编写，实现了对不同温度下多相高熵合金变形过程中的应力应变、位错密度、晶粒尺寸等参数演化与分布模拟；通过实际EBSD表征实验结果的对比，CPFEM准确度较高，展现了不同相以及不同应变量下的应力集中模式，并揭示了两相晶粒细化与应力软化不同步现象是由于BCC与FCC相中不同的再结晶机制所导致的。
据悉，高熵合金展现出了轻质高强、耐高温等性能优势，已然成为高性能材料领域的明星。然而，因其复杂的成分构成与微观结构，要想发挥其在航空航天紧固件等高端领域的潜力，解决热加工中的参数制定是巨大挑战。使用多尺度模拟能够实现高效、高精度地预测微观组织演变、优化实际加工过程。