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制造軟質化鋼材的主要工藝是控制軋制和控制冷卻。適宜的鋼成分并通過控制軋制和控制冷卻，可提高鋼材軟質化的效果。為使軋制鋼材軟質化，應使軋材的終軋溫度低溫化，并且軋后對鋼材進行緩冷。緩冷的方法是，在軋材冷卻帶上設置保溫罩。低溫軋制+緩冷，連續冷卻后，鋼的組織是最軟質的鐵素體+珠光體組織（抑制了硬質貝氏體組織的產生），并且珠光體本身也被軟化。

參考文獻：《Rolling deformation mechanism of dual-phase NiTiNb shape memory alloy thin strip based on crystal plasticity finite element method》該文章聚焦雙相 NiTiNb 形狀記憶合金薄帶在 20% 軋制壓下量下的微觀變形機制，作者用晶體塑性有限元（CPFEM）

VPSC是一種基于晶體塑性學理論的數值模擬工具，主要用于預測和模擬多晶金屬材料在復雜應變條件下的宏觀塑性變形行為和微觀結構演化過程。VPSC主要應用在以下幾個方面：材料設計和優化：VPSC可以通過模擬和預測材料的力學性能和微觀結構，為材料設計和優化提供有力的支持和指導。

有限元計算宏觀應變，VPSC 在微觀層面計算晶體旋轉和硬化，再反饋回宏觀應力。非均勻場預測：你不僅能看到工件的整體變形，還能清晰地觀察到厚度方向、圓周方向上織構分布的異質性。復雜工藝仿真： 只有融入有限元，才能真正模擬非對稱軋制等具有復雜應力狀態的工藝。今天推薦的是Prakash 等人在 Materials Science & Engineering A 上發表的經典論文。

該方法主要用于研究成形過程中冶金缺陷的形成機理，并且可以作為微觀組織數值模擬算法（如相場法等）的輸入，實現對材料熔化過程中微觀組織重熔以及凝固過程中晶粒形核與生長的預測。熱-固耦合熱-固耦合模擬方法關注成形過程中熔覆沉積材料、基板的溫度分布以及與溫度變化相關的內應力/變形演化過程，不考慮熔池內部的流動和對流傳熱,通常采用有限元法進行求解。

圖7 不同類型殘余應力的有限元仿真模型3）回顧了在微觀切削過程中，建立有限元模型模擬材料去除機制，重點介紹了切屑形成中未切削切屑厚度，微切削力，微刀具磨損，微切削殘余應力和微觀組織演化的有限元建模與宏觀切削的區別。a）考慮尺寸效應，進一步研究從塑性變形到剪切的臨界狀態，對工件表面質量的提高具有重大意義，如圖8所示。

同時，采用Explicit顯示求解器，在模擬時間上較舊版本快-2-3倍。 1.11 增材成形工藝 新增增材工藝功能能夠對粉末床及噴粉類型進行模擬計算，能夠考慮多物理場問題。激光熱源模型能夠建立不同類型的鋪層路徑，計算增材過程溫度場變化、殘余應力、組織成分及去除基板后的變形結果。

依托作者提供的思路，完成了８００組初始不同取向的初始RVE拉伸摸摸模擬，并使用機器學習方法，完成了織構和應力應變取向的直接關聯，治理需要指出的是作者使用了FCC常見軋制織構分量用于數據訓練，這對一般的隨機織構表現并不理想如下圖所示：加入大量的隨機取向訓練后，預測效果明顯改善，最終訓練效果如下：可以看到預測的精度顯著提升，加入隨機織構后，相比于單次ＣＰＦＥＭ模擬整體速度有極大的提升

這導致熔池內部及相鄰層、道之間形成獨特的微觀結構，包括精細的枝晶結構、晶粒尺寸、晶粒取向（織構）以及由微觀偏析引起的潛在析出相。這些凝固組織特征直接決定了制件最終的力學性能（如強度、韌性）和物理性能。因此，精準預測和控制凝固組織演變對于增材制造的工業化應用至關重要。</p><p>有限元-元胞自動機（CAFE）法是一種強大的跨尺度模擬方法，為研究增材制造凝固組織形成提供了有力工具。

此外，晶體塑性有限元仿真還能夠考慮材料的微觀結構特征，如晶粒取向、晶界、相分布以及滑移系統的活動，從而能夠預測材料在細觀尺度上的織構演化。利用CPFEM方法對鈦合金圓棒拉伸過程進行模擬，使用UMAT子程序以及Abaqus有限元軟件作為晶體塑性有限元分析的實現方式。并且，在一些復雜工藝條件下如切削、軋制、沖壓等，CPFEM方法同樣適用，能夠模擬材料變形過程中的非線性行為和動態響應。

此外，由于優良的淬火耐火性，在模擬罩式退火爐冷卻過程中可以形成馬氏體。馬氏體分數隨退火溫度的升高而逐漸增加。在720℃下退火后，形成了一個幾乎完全的馬氏體結構。 退火參數對試驗鋼微觀組織的影響如圖4所示。鋼在800℃下奧氏體化，在淬火前等溫保持8 min。

文章doi：10.1088/0965-0393/18/8/085005推薦理由：作者通過對FCC多晶材料的平面應變壓縮模擬比較了兩類全場晶體塑性方法（術語“全場”表示考慮了長程和短程晶粒相互作用，并在離散網格上對微觀力學進行解析）------CPFEM和CPFFT在軋制變形織構預測方面的差異。重點關注晶粒旋轉與相鄰晶粒取向，應變梯度的關系。

微觀組織及性能基于合金成分的不同，軟件自動計算相應的微觀組織及性能預測。如：可精確的考慮球鐵類鑄件的石墨化膨脹問題，從而獲得有意義的模擬計算結果。耦合微觀組織模塊精確計算鑄鐵件的致密度缺陷。同時可以基于相成分來預測鑄件的強度、硬度、延展率等性能。 CAFE晶粒形貌鑄件的晶粒組織結構是冶金學家最希望控制的鑄造參數。典型的案例是運用定向凝固的方法制造的燃氣渦輪葉片。

圖5 織構對一種金薄膜彈性模量的影響 腐蝕行為也受到織構的影響，圖6表示的是商業純鈦在經歷不同次數等通道轉角擠壓變形后的阻抗譜Nyquist圖，經歷變形的次數不同，材料內部的微觀組織以及織構成分也就不同，可以看出，材料在初始狀態未經歷變形（0 pass）時候的抗腐蝕性能較好。

2）微觀宏觀結合的滲流研究。近年來，微觀滲流的物理模擬方法和數值模擬計算都發展較快。通過微觀滲流研究能知道孔隙裂隙內的物理、化學、生物學和力學等細節，認識微觀滲流機制和規律，但是不能提供宏觀綜合數據，而后者為生產實際應用所必需；憑借宏觀滲流研究能提供宏觀綜合數據，但不知道或不確切知道孔隙裂隙內的微觀機制和規律。微觀宏觀結合可使滲流理論深化，使滲流分析計算更接近生產實際。

通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產生的鑄態疏松等缺陷，優化微觀組織結構，同時由于保存了完整的金屬流線，鍛件的機械性能一般優于同樣材料的鑄件。相關機械中負載高、工作條件嚴峻的重要零件，除形狀較簡單的可用軋制的板材、型材或焊接件外，多采用鍛件。2、鍛造的分類按照生產工具不同，可以將鍛造技術分成自由鍛造，模塊鍛造，碾環和特種鍛造。

尺寸分布： 支持對晶粒體積的對數正態分布（Log-normal）進行精準控制，模擬不同加工狀態下的組織。 空間排布： 通過調整點過程參數，控制晶粒的密集程度與均勻性。 實時可視化預覽： 網頁右側提供 3D 實時渲染，調整左側參數后，模型形態即刻更新，真正實現“所見即所得”。

如何從微觀模型看機械性能？多尺度宏觀耦合模擬：對比不同鑄造工藝過程的晶粒組織形貌金屬模和砂模比較，哪個會更致密？在相同的合金下，機械性能如何？C家精講，初衷是用最短的時間，分享一些鑄造工藝設計與分析的經驗。雖然是點點滴滴，愿能匯流成河，如果鑄友們喜歡，請點“在看”或分享，也歡迎留言。