[发明专利]双相合金的全场晶体塑性模拟方法、装置、设备及介质

说明书

本申请涉及材料塑性变形技术领域，特别涉及一种双相合金的全场晶体塑性模拟方法、装置、设备及介质，其中，方法包括：获取双相合金的晶体取向数据；基于双相合金的晶体取向数据，重构材料空间几何特征，并根据预先配置的几何文件和材料文件及载荷与边界条件计算双相合金在外载荷作用下的微观力学场响应；根据双相合金在外载荷作用下的微观力学场响应生成全场晶体塑性模拟结果，并对全场晶体塑性模拟结果确定双相合金的可视化表达方式。由此，解决了相关技术中对双相合金的变形过程的力学响应测量成本高、并且耗时耗力，难以揭示变形过程的微观力学行为演变等问题，能够定量可视化变形过程中的微观力学场分布，预测诱发裂纹萌生失效的位置。

技术领域

本申请涉及材料塑性变形技术领域，特别涉及一种双相合金的全场晶体塑性模拟方法、装置、设备及介质。

背景技术

高熵合金的出现极大的扩展了金属材料的发展空间，它具有的广阔的可设计性，优秀的力学性能、耐腐蚀性与耐高温等特点，在航空航天、生物医疗、建筑船舶等工业领域具有广泛的应用前景。

随着高熵合金的不断发展，已经从单相等原子比高熵合金向多相非等原子比高熵合金迈进，其中，以AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金为代表的双相合金由塑性变形良好的FCC相和硬质的B2相共同组成，具有典型的枝晶微观组织结构。AlCoCrFeNi_2.1双相合金具有良好的铸造性，其在铸态条件下的极限强度达到了1000MPa，最大伸长率超过了15％，表现出优异的综合力学性能和发展潜力。研究AlCoCrFeNi_2.1双相合金在外载荷下的变形机制对于提高应用价值具有重要意义，常规有限元法忽略了材料微观的晶粒结构和双相结构。晶体塑性模拟能够从晶体结构-性能-变形的角度探索材料的变化，从而了解变形过程与结构之间的关系帮助更好优化材料设计和应用，已成功应用于研究从单晶应变硬化到多晶织构演化的各种微观力学行为。

然而，当前的晶体塑性模拟难以考虑双相合金的全场晶粒结构和两相结构，而且难以进行位错密度的模拟，因此不适用于双相合金的力学行为模拟，亟待解决。

申请内容

本申请提供一种双相合金的全场晶体塑性模拟方法、装置、设备及介质，以解决相关技术中对双相合金的变形过程的力学响应测量成本高、并且耗时耗力，难以揭示变形过程的微观力学行为演变等问题，能够定量可视化变形过程中的微观力学场分布，预测诱发裂纹萌生失效的位置。

本申请第一方面实施例提供一种双相合金的全场晶体塑性模拟方法，包括以下步骤：

获取双相合金的晶体取向数据；

基于所述双相合金的晶体取向数据，重构材料空间几何特征，并根据预先配置的几何文件和材料文件及载荷与边界条件计算所述双相合金在外载荷作用下的微观力学场响应；以及

根据所述双相合金在外载荷作用下的微观力学场响应生成全场晶体塑性模拟结果，并对所述全场晶体塑性模拟结果确定所述双相合金的可视化表达方式。

可选地，所述获取双相合金的晶体取向数据，包括：

利用电子背散射衍射技术(Electron Backscattered Diffraction，简称EBSD)对所述双相合金进行微观测量和表征，获取材料的空间分布和表征晶体取向的欧拉角数据；

由所述材料的空间分布和表征晶体取向的欧拉角数据为所述双相合金的全场晶体塑性模型建模提供数据输入。

可选地，所述基于所述双相合金的晶体取向数据，重构材料空间几何特征，包括：

基于所述晶体取向数据，运行预设的DREAM3D程序，消除扫描噪声点，并重构所述材料空间几何特征，得到处理后的DREAM3D数据文件。

可选地，所述根据预先配置的几何文件和材料文件及载荷与边界条件计算所述双相合金在外载荷作用下的微观力学场响应，包括：