DESENVOLVIMENTO DE UM CÓDIGO EM 3D PARA SIMULAR A RECRISTALIZAÇÃO PELO MÉTODO DO AUTÔMATO CELULAR
DEVELOPMENT OF A 3D COMPUTER PROGRAM BASED ON CELLULAR AUTOMATA TO SIMULATE THE RECRISTALIZATION PHENOMENA
Oliveira, Valmir Torres de; Oliveira, Luciana Pereira de; Rios, Paulo Rangel; Castro, José Adilson de
http://dx.doi.org/10.4322/tmm.00204007
Tecnol. Metal. Mater., vol.2, n4, p.34-39, 2006
Resumo
Modelos analíticos como o modelo clássico de Johnson-Mehl, Avrami e Kolmogorov (JMAK) tem sido usados para modelar o fenômeno da recristalização. Recentemente, a evolução microestrutural tem sido estudada por simulação computacional. Neste trabalho, a simulação computacional é feita pelo método do autômato celular em 3D. As teorias cinéticas e do caminho microestrutural são comparadas com a simulação do autômato celular, e é observado um bom acordo. Também é avaliado o efeito da distribuição dos núcleos na cinética e no caminho microestrutural. Neste trabalho, a metodologia foi aplicada tendo em mente a recristalização. Contudo o código desenvolvido em 3D, baseado no método do autômato celular, é geral e pode ser adaptado para simular transformações de fase por nucleação e crescimento.
Palavras-chave
Cinética, Recristalização, Simulação computacional, Autômato celular
Abstract
Analytical Models based on the classic development of Johnson-Mehl, Avrami and Kolmogorov (JMAK) has been used to model the recrystallization phenomenon for many years. More recently, computer simulation has been used to simulate microstructural evolution. In this work, the cellular automata method in 3D is used to develop a computer code to simulate recrystallization kinetics. Analytical theories are compared with cellular automata simulations and a good agreement is observed. Additionally, the effect of the distribution of the nuclei on the kinetics and on the microstructural path is evaluated. In this work, the methodology was applied having in mind the recrystallization phenomena. However, the computer program developed in 3D, based in the method of the cellular automata, is general and can be adapted to simulate nucleation and growth phase transformations.
Keywords
Kinetics, Recrystallization, Computer simulation, Cellular automata
References
1 PADILHA, A.F.; SICILIANO JUNIOR, F. Encruamento, recristalização, crescimento de grão e textura. 2.ed. rev. São Paulo : ABM, 1996.
2 HUMPHREYS, F.J.; HATHERLY, M. Recrystallization and related annealing phenomena. New York : Pergamon Press, 1966.
3 JOHNSON, W.A.; MEHL, R.F. Transactions AIME (American Institute of Mining, Metallurgical and Petroleum Engineers ), v. 135, p. 416-441,1939.
4 AVRAMI, M.J. Kinetics of phase change/general theory. Journal of Chemical Physics, v. 7, p.1103-1112, 1939.
5 KOLMOGOROV, A.N. The statistics of crystal growth in metals. Isvestiia Academii Nauk SSSR - Seriia Matematicheskaia, v. 1. p. 355-359, 1937.
6 DEHOFF, R.T. Annealing processes: recovery, recrystallization and grain growth. In: HANSEN, N.; JUUL, J. D.; LEFFERS, T.; RALPH, B. (Eds). Annealing processes: recovery, recrystallization and grain growth, Roskilde, Denmark : Risø National Laboratory, 1986. p.35-52.
7 VANDERMEER, R.A. Microstructural and crystalographic aspects of recrystallization. Roskilde, Denmark : Risø National Laboratory, 1995. p.193-213.
8 HESSELBARTH, H.W.; GÖBEL, I.R. Simulation of recrystalization by cellular automata. Acta Metallurgica et Materialia, v. 39, n.9, p. 2135-2143, 1991.
9 MARX, V.; REHER, F. R.; GOTTSTEIN, G. Simulation of primary recrystalization using a modified three-dimensional cellular automaton. Acta Materialia, v. 47, n.4, p. 1219-1230. 1999.
10 OLIVEIRA, V.T. Desenvolvimento do código computacional para simulação da recrystalização em 3D pelo método do automato celular. 2005. 107 p. Tese (Mestrado em Engenharia Metalúrgica) – Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, 2005.
11 OLIVEIRA, J.C.P.T. Simulação do efeito da distribuição dos núcleos na cinética e no caminho microestrutural da recristalização pelo método do autômato celular. 2004. 104 p. Tese (Mestrado em Engenharia Metalúrgica) – Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, 2004.
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email