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应用成果-高温变形钛合金组织演化的大规模并行模拟
文章来源: 发布时间: 2011-06-29      点击数:

    该课题由中科院金属研究所的徐东生研究员承担。院超算中心完成了相关程序的并行化工作。
    该项目针对钛合金中的微观组织演化模拟,根据硬件优化并行编程及内存利用,提升相场法的大规模并行计算能力,加速三维大体系的微观组织演化模拟,在5 千核上实现高效运行;以此为基础,通过形变与相变的耦合模拟,对钛合金在特定高温变形条件下的组织演化过程进行研究,探索钛合金中典型组织形成的微观机制,为钛合金的组织设计提供支撑,结合其它模拟给出几种变形条件下钛合金的相变微观组织结构和转变动力学规律;结合实验研究,给出相应组织的形成条件,辅助几种关键钛合金的高温变形及热处理工艺的设计。
    在课题组人员的努力和超级计算中心人员的通力合作支持下,在5千核规模上实现了高效并行,并在微观组织模拟方面取得多项重要结果。
    通过本项目的实施,使钛合金中微观组织演化的相场动力学三维大体系模拟成为可能,增强了人们对钛合金形变与相变耦合过程中微观组织变化规律的理解。揭示了高温变形条件下的相变组织形成机制,特别是钛合金中片层组织的形成过程中成分分布和组织形貌的演化,以及不同变形条件下不同变形特点对再结晶和晶粒长大的影响规律。借助大规模变形模拟,实现钛合金高温变形微观组织的计算预测,对提高金属研究所和我院的钛合金新材料研发水平,进一步满足国家战略性材料的国产化需求将有重要作用。
    同时这种基于计算模拟及部分实验的工艺设计将摆脱传统的根 据大量实验摸索总结规律的方法,将大大加快我国新型钛合金的设计和变形工艺的优化,节约大量的时间和资源,有利于可持续性发展。

 

 

 

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