WC—Co硬质合金微观结构的参数化模型.pdf

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1、68材料工程／2013年1期WC—Co硬质合金微观结构的参数化模型ParametricModelingofMicrostructureofWC—CoCementedCarbides王东，赵军，李安海，王泽明(山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室，济南250061)WANGDong，ZHAOJun，LIAn—hai，WANGZe—ming(KeyLaboratoryofHighEfficiencyandCleanMechanicalManufactureofMOE，SchoolofMechanicalEngineering，ShandongUniversit

2、y，Jinan250061，China)摘要：为实现wc—Co硬质合金的性能预报和微观结构的优化，提出了一种基于“随机法”构建材料二维微观结构模型的方法，该模型包含WC—Co硬质合金微观结构中WC晶粒的平均粒径、形心位置、取向角、长径和短径尺寸以及Co相体积分数等基本参数。采用c++，Matlab和Python语言汇合编程，得到可以直接导人有限元分析软件的模型。结果表明：构建的模型反映了真实的微观结构特征，实现了微观结构的参数化建模。模型的设计参数与实际参数比较吻合，证明了建模方法的可行性和模型的可靠性。关键词：WC—Co硬质合金；微观结构；随机法；参数化模型doi：10

3、．3969／j．issn．1001—4381．2013．01．014中图分类号：TG135．5文献标识码：A文章编号：1【)(]l一4381(2013)010068—05Abstract：InordertorealizethepropertypredictionandmicrostructureoptimizationofWC—Cocemen—tedcarbides。amodelbasedon“randommethod”．whichreferredtotheconstructionoftWO—dimen—sionalmicrostructuremodel，wasestab

4、lished．SomebasicparametersofthemicrostructureofWC—Co，includingaveragegraindiameter，majoraxisandminoraxis，centroid，orientationangleandtheCovolumefraction，wereconsideredinthemode1．C++，Matlab，Pythonaremixedforprogramming．Themodelcanbeobtainedinthemixedprogram，whichcanbedirectlyappliedinthefi

5、niteelementsoftware．Theresultsshowthattheactua1microstructurecharacteristicsofmaterialcanbereconstructed，andtheparametricmodelofmicrostructureisrealized．Thedesignparametersagreewel1withtheactua1ones，thefeasibilityofthemethodandthereliabilityofthemodelareproved．Keywords：WC—Cocementedcarbid

6、e；microstructure；randommethod；parametricmodel随着计算数学、统计力学和计算机技术的迅猛发这个不足。展，利用数值计算和计算机仿真，通过各种算法设计实目前国内外已有学者在研究其他材料性能时使用现材料的微观结构参数化，对现阶段材料的性能预报了考虑微观结构的模型lI卜]，但在WCCo硬质合金和微观结构优化有着重要的现实意义l】]。方面的研究较少。PARKS．等构建了随机的二维为了避免浪费时间和过度使用实验仪器，有限元WC—Co微观结构模型用来预测刀具在加工过程中的分析被用于研究WC—Co硬质合金的性能_6。但是失效；CHUZHOYL．等

7、_12]研究球墨铸铁的加工过程这些研究都有一定的局限性。XUz．H．等在使用时使用了基于蒙特卡洛法生成的二维微观结构模型；有限元模型研究WC—Co硬质合金的硬度时，未考虑司良英等u开发了基于Voronoi图的二维多晶体材材料的微观结构，这与实际不符；SADOwSKIT．等J料微观结构的模型；李俊琛等_】应用Voronoi晶粒设在研究WC—Co硬质合金局部力学性能时使用的模型计构造了三维异质体材料微观结构模型。从真实微观结构图中提取出来，这一方面加大了工作本工作首先分析了WC—Co硬质合金的微观结量，另一方面没有考虑微观结构的随