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Numerical Simulation Driven Hot Working Technology for High-temperature Alloys
数值模拟驱动的高温合金热加工技术
亚晶合并机制：取向差较小的两个相邻亚晶发生旋转，在消除了相邻亚晶界
的同时增大了其他亚晶界取向差，当取向差增加至 15°时，即形成了再结晶晶粒。
3. 几何动态再结晶
GDRX 机制相对于 CDRX 和 DDRX 最为简单，也有人认为其属于 CDRX 的
一种类型。常见于高纯铝或商业纯铝、纯铜、纯锆等金属的高温低应变速率下的
大塑性变形过程中，也可以发生在含溶质原子或第二相粒子的铝镁合金，以及镁
锌锆等合金中。在 SPD 条件下，材料内部的晶粒发生明显的伸长和细化，在原
始晶界两侧形成起伏的“锯齿状”结构。随着变形量逐渐增加，晶粒内部形成连
续亚晶结构，并且厚度逐渐降低，直至缩减到 1~2 个亚晶尺寸，此时相连晶界发
生“夹断”，并形成近似等轴的细小晶粒。
4. 晶界迁移机制
在 CDRX、DDRX 及 GDRX 的微观组织演化过程中，LAGBs/HAGBs 扮演
着重要角色，其中 LAGBs 的迁移和转化主要发生 DRV，以及 DRX“形核”过程中，
主要依靠组成晶界的位错滑移及攀移行为进行移动，因此 LAGBs 的迁移行为可
以借由位错理论进行解释；HAGBs 的迁移过程发生在 DRX 期间以及晶粒长大的
过程中，通过形变储能及曲率驱动的形式进行大范围迁移。HUMPHREYS 等总
结了 SRX 过程中影响晶界迁移机制的几个要素，包括晶界结构（取向差和晶界
面）、温度、晶界附近作用力的性质和大小，以及点缺陷或第二相粒子等，其结
论对研究 DRX 过程中的晶界迁移机制具有借鉴意义。第二相颗粒可能会在边界
上产生拖曳力，并部分地将它们钉牢，从而限制再结晶的进行。当颗粒尺寸较大
时，也可能通过颗粒刺激形核而有利于再结晶过程。
二、介观尺度下材料塑性变形和组织演变数值模拟的研究进展
（一）经典再结晶动力学模型
20 世纪 40 年代，Johnson 和 Mehl 首次提出了再结晶动力学方程，在此基础
上由 Avrami 对其进行完善，逐渐形成经典的 Kolmogorov Johnson-Mehl-Avrami
模型。随后国际上的一些学者如 Sellars，Yada，McQueen，Kim，Kopp，Jonas，
Robert 等基于此方程研究了相关材料在热成型过程中的微观组织性能的控制。
Sellars 等首次定量描述了热轧条件下 C-Mn 钢的微观组织演变过程，并建立了
SRX、DRX 以及亚 DRX 动力学方程以及晶粒预测模型；JONAS 等对 11 种不同
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