1、相場(chǎng)模型是建立在Ginzburg-Landau唯象理論上的一種基于經(jīng)典熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)理論的物理模型，模型中的部分參數(shù)采用唯象處理。在相場(chǎng)法中，通過(guò)引入一套與時(shí)間和空間有關(guān)的場(chǎng)變量對(duì)體系的瞬時(shí)狀態(tài)進(jìn)行描述，為我們提供了有關(guān)顯微組織變化的信息。
　　本文運(yùn)用已經(jīng)改進(jìn)的相場(chǎng)法模型，根據(jù)單相再結(jié)晶系統(tǒng)中局域自由能密度函數(shù)的表達(dá)式，引入成分場(chǎng)變量、儲(chǔ)能項(xiàng)等構(gòu)建了在工業(yè)應(yīng)用范圍內(nèi)模擬真實(shí)時(shí)空再結(jié)晶組織演化的模型，通過(guò)改變模型的參數(shù)，對(duì)影響AZ

2、31鎂合金再結(jié)晶及晶粒長(zhǎng)大過(guò)程中的部分微觀因素進(jìn)行了研究。
　　本研究首先通過(guò)模擬計(jì)算得知，在一定范圍內(nèi)，晶界作用域?qū)挾扰c自由能密度函數(shù)耦合項(xiàng)系數(shù)K1值無(wú)關(guān)，只與有序化參數(shù)梯度項(xiàng)系數(shù)K2值有關(guān)，而且耦合項(xiàng)系數(shù)K1值和梯度項(xiàng)系數(shù)K2值對(duì)界面能都有重要影響，但梯度項(xiàng)系數(shù)K2的值對(duì)界面能的影響程度更大。
　　接著，本研究考察了儲(chǔ)存能微觀因素的變化對(duì)AZ31鎂合金再結(jié)晶及晶粒長(zhǎng)大過(guò)程的影響。模擬結(jié)果表明，在一定溫度下，AZ31鎂合金

3、系統(tǒng)再結(jié)晶及晶粒長(zhǎng)大過(guò)程中晶粒的平均尺寸隨儲(chǔ)存能的增加而降低，平均生長(zhǎng)速度隨儲(chǔ)存能的增大而減小。當(dāng)再結(jié)晶退火溫度由250℃提高到300℃時(shí)，儲(chǔ)存能對(duì)再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大過(guò)程的影響的效果顯著增加，當(dāng)溫度由300℃提高到400℃時(shí)，儲(chǔ)能對(duì)再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大過(guò)程影響效果的增加變化很小。
　　同時(shí)，本研究還考察了AZ31鎂合金系統(tǒng)的界面能微觀因素變化對(duì)再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大過(guò)程的影響。模擬研究發(fā)現(xiàn)，合金系統(tǒng)存在一個(gè)等于0.33J/m2的臨界界面能值，當(dāng)界面

4、能大于該臨界值時(shí)，平均晶粒尺寸、晶粒長(zhǎng)大速度均隨界面能的增加而顯著增大，當(dāng)界面能小于該臨界值時(shí)，界面能對(duì)再結(jié)晶及晶粒長(zhǎng)大過(guò)程的平均晶粒尺寸影響很小。
　　另外，本文擴(kuò)展相場(chǎng)法模型使之運(yùn)用到納米尺度。利用相場(chǎng)模型模擬研究了納米結(jié)構(gòu)AZ31鎂合金晶粒異常生長(zhǎng)規(guī)律，嘗試提供納米材料顯微組織控制而提高塑韌性的新途徑。模擬研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)控制局域界面能、儲(chǔ)存能和界面能動(dòng)性三個(gè)微觀因素，可以實(shí)現(xiàn)在納米基體中出現(xiàn)局部的晶粒異常生長(zhǎng)，以構(gòu)造期望的晶

5、粒混合顯微組織。此模擬結(jié)果說(shuō)明，如果產(chǎn)生少數(shù)特殊取向的初始納米晶粒含有局部低晶界能、局部高的儲(chǔ)存能、或局部高的界面能動(dòng)性時(shí)，可以得到納米基體中分散少量微米級(jí)大晶粒的微觀組織，以期望在保持高強(qiáng)度的同時(shí)改善納米材料的韌性。
　　最后，本論文還模擬研究了ZA31鎂合金中Al原子擴(kuò)散微觀因素對(duì)晶界偏析和晶粒長(zhǎng)大的影響。得到如下結(jié)論:根據(jù)有序化參數(shù)模擬出的晶粒顯微組織圖和根據(jù)成分場(chǎng)模擬出的晶粒顯微組織圖是一致的，表明了局部自由能函數(shù)構(gòu)造的正