Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 6/2017

28.07.2016 | Symposium: PTM 2015: Solid-Solid Phase Transformations in Inorganic Materials

Phenomenology of Abnormal Grain Growth in Systems with Nonuniform Grain Boundary Mobility

verfasst von: Brian L. DeCost, Elizabeth A. Holm

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 6/2017

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

We have investigated the potential for nonuniform grain boundary mobility to act as a persistence mechanism for abnormal grain growth (AGG) using Monte Carlo Potts model simulations. The model system consists of a single initially large candidate grain embedded in a matrix of equiaxed grains, corresponding to the abnormal growth regime before impingement occurs. We assign a mobility advantage to grain boundaries between the candidate grain and a randomly selected subset of the matrix grains. We observe AGG in systems with physically reasonable fractions of fast boundaries; the probability of abnormal growth increases as the density of fast boundaries increases. This abnormal growth occurs by a series of fast, localized growth events that counteract the tendency of abnormally large grains to grow more slowly than the surrounding matrix grains. Resulting abnormal grains are morphologically similar to experimentally observed abnormal grains.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat F. Humphreys and M. Hatherly: Recrystallization and Related Annealing Phenomena. Elsevier, Amsterdam, 2004. F. Humphreys and M. Hatherly: Recrystallization and Related Annealing Phenomena. Elsevier, Amsterdam, 2004.
2.
Zurück zum Zitat V.Y. Gertsman and R. Birringer: Scripta Metall. Mater., 1994, vol. 30, p. 577–81CrossRef V.Y. Gertsman and R. Birringer: Scripta Metall. Mater., 1994, vol. 30, p. 577–81CrossRef
3.
4.
Zurück zum Zitat K. Zhang, J. Weertman, and J. Eastman: Appl. Phys. Lett., 2005, vol. 87, p. 061921:1–3 K. Zhang, J. Weertman, and J. Eastman: Appl. Phys. Lett., 2005, vol. 87, p. 061921:1–3
5.
Zurück zum Zitat A.L. Etter, T. Baudin, and R. Penelle: Scripta Mater., 2002, vol. 47, p. 725–30CrossRef A.L. Etter, T. Baudin, and R. Penelle: Scripta Mater., 2002, vol. 47, p. 725–30CrossRef
6.
Zurück zum Zitat B. Gunther, A. Kumpmann, and H.-D. Kunze: Scripta Metall. Mater., 1992, vol. 27, p. 833–38CrossRef B. Gunther, A. Kumpmann, and H.-D. Kunze: Scripta Metall. Mater., 1992, vol. 27, p. 833–38CrossRef
7.
8.
Zurück zum Zitat D.J. Srolovitz, G.S. Grest, and M.P. Anderson: Acta Metall., 1985, vol. 33, p. 2233–47CrossRef D.J. Srolovitz, G.S. Grest, and M.P. Anderson: Acta Metall., 1985, vol. 33, p. 2233–47CrossRef
9.
Zurück zum Zitat C. Thompson, H. Frost, and F. Spaepen: Acta Metall., 1987, vol. 33, p. 887–90CrossRef C. Thompson, H. Frost, and F. Spaepen: Acta Metall., 1987, vol. 33, p. 887–90CrossRef
10.
Zurück zum Zitat K. Janssens and E. A. Holm: TMS Lett., 2005, vol. 2, p. 3–4 K. Janssens and E. A. Holm: TMS Lett., 2005, vol. 2, p. 3–4
11.
12.
Zurück zum Zitat E. A. Holm, M. A. Miodownik, and A.D. Rollett: Acta Mater., 2003, vol. 51, p. 2701–16CrossRef E. A. Holm, M. A. Miodownik, and A.D. Rollett: Acta Mater., 2003, vol. 51, p. 2701–16CrossRef
13.
Zurück zum Zitat A. D. Rollett and W. W. Mullins: Scripta Mater., 1997, vol. 36, p. 975–80CrossRef A. D. Rollett and W. W. Mullins: Scripta Mater., 1997, vol. 36, p. 975–80CrossRef
14.
Zurück zum Zitat H. Frost and C. Thompson: J. Electron. Mater., 1988, vol. 17, p. 447–58CrossRef H. Frost and C. Thompson: J. Electron. Mater., 1988, vol. 17, p. 447–58CrossRef
15.
Zurück zum Zitat S.H. Jung, D.Y. Yoon, and S.J.L. Kang: Acta Mater., 2013, vol. 61, ser. 15, pp. 5685–93. S.H. Jung, D.Y. Yoon, and S.J.L. Kang: Acta Mater., 2013, vol. 61, ser. 15, pp. 5685–93.
16.
Zurück zum Zitat C.C.F. Kwan, Z. Li, and Z. Wang: Metall. and Mater. Trans. A, 2015, vol. 46A, ser. 10, pp. 4636–45. C.C.F. Kwan, Z. Li, and Z. Wang: Metall. and Mater. Trans. A, 2015, vol. 46A, ser. 10, pp. 4636–45.
17.
Zurück zum Zitat A. D. Rollett, D. J. Srolovitz, and M. P. Anderson: Acta Metall., 1989, vol. 37, p. 1227–40CrossRef A. D. Rollett, D. J. Srolovitz, and M. P. Anderson: Acta Metall., 1989, vol. 37, p. 1227–40CrossRef
18.
Zurück zum Zitat K.-J. Ko, A. D. Rollett, and N.-M. Hwang: Acta Mater., 2010, vol. 58, p. 4414–23CrossRef K.-J. Ko, A. D. Rollett, and N.-M. Hwang: Acta Mater., 2010, vol. 58, p. 4414–23CrossRef
19.
Zurück zum Zitat S.J. Dillon, M. Tang, W. C. Carter, and M. P. Harmer, Acta Mater., 2007, vol. 55, p. 6208–18CrossRef S.J. Dillon, M. Tang, W. C. Carter, and M. P. Harmer, Acta Mater., 2007, vol. 55, p. 6208–18CrossRef
20.
Zurück zum Zitat W. Rheinheimer and M.J. Hoffmann. Scripta Mater, 2015, vol. 101, p. 68-71.CrossRef W. Rheinheimer and M.J. Hoffmann. Scripta Mater, 2015, vol. 101, p. 68-71.CrossRef
21.
Zurück zum Zitat D. Olmsted, E. A. Holm, and S. Foiles: Acta Mater., 2009, vol. 57, p. 3704–13CrossRef D. Olmsted, E. A. Holm, and S. Foiles: Acta Mater., 2009, vol. 57, p. 3704–13CrossRef
23.
Zurück zum Zitat V. Randle, G. S. Rohrer, H. M. Miller, M. Coleman, and G. T. Owen: Acta Mater., 2008, vol. 56, p. 2363–73CrossRef V. Randle, G. S. Rohrer, H. M. Miller, M. Coleman, and G. T. Owen: Acta Mater., 2008, vol. 56, p. 2363–73CrossRef
24.
Zurück zum Zitat G. S. Grest, M. P. Anderson, D. J. Srolovitz, and A. D. Rollett: Scripta Metall., 1990, vol. 24, p. 661–65CrossRef G. S. Grest, M. P. Anderson, D. J. Srolovitz, and A. D. Rollett: Scripta Metall., 1990, vol. 24, p. 661–65CrossRef
25.
Zurück zum Zitat A. Lawrence, J.M. Rickman, M.P. Harmer, and A.D. Rollett: Acta Mater. 2016, vol. 103, pp. 681-87CrossRef A. Lawrence, J.M. Rickman, M.P. Harmer, and A.D. Rollett: Acta Mater. 2016, vol. 103, pp. 681-87CrossRef
26.
Zurück zum Zitat M. P. Anderson, D. J. Srolovitz, G. S. Grest, and P. Sahni: Acta Metall., 1984, vol. 32, p. 783–91CrossRef M. P. Anderson, D. J. Srolovitz, G. S. Grest, and P. Sahni: Acta Metall., 1984, vol. 32, p. 783–91CrossRef
27.
Zurück zum Zitat M. P. Anderson, G. S. Grest, and D. J. Srolovitz: Philos. Mag. B, 1989, vol. 59, p. 293–329CrossRef M. P. Anderson, G. S. Grest, and D. J. Srolovitz: Philos. Mag. B, 1989, vol. 59, p. 293–329CrossRef
28.
Zurück zum Zitat A.D. Rollett and P. Manohar: Continuum Scale Simulation of Engineering Materials, Wiley, 2006, pp. 77–114. A.D. Rollett and P. Manohar: Continuum Scale Simulation of Engineering Materials, Wiley, 2006, pp. 77–114.
29.
Zurück zum Zitat A. B. Bortz, M. H. Kalos, and J. L. Lebowitz: J. Comput. Phys., 1975, vol. 17, p. 10–18CrossRef A. B. Bortz, M. H. Kalos, and J. L. Lebowitz: J. Comput. Phys., 1975, vol. 17, p. 10–18CrossRef
31.
Zurück zum Zitat S. Plimpton, C. Battaile, M. Chandross, E. Holm, A. Thompson, V. Tikare, G. Wagner, E. Webb, and X. Zhou: “Crossing the Mesoscale No-Man’s Land via Parallel Kinetic Monte Carlo,” Sandia Report SAND2009-6226, September 2009. S. Plimpton, C. Battaile, M. Chandross, E. Holm, A. Thompson, V. Tikare, G. Wagner, E. Webb, and X. Zhou: “Crossing the Mesoscale No-Man’s Land via Parallel Kinetic Monte Carlo,” Sandia Report SAND2009-6226, September 2009.
32.
Zurück zum Zitat N. Rajmohan and J. A. Szpunar: J. Mater. Sci. Eng. A, 2000, vol. 289, pp. 99-108CrossRef N. Rajmohan and J. A. Szpunar: J. Mater. Sci. Eng. A, 2000, vol. 289, pp. 99-108CrossRef
33.
Zurück zum Zitat B. Bollobás and O. Riordan: Probab. Theory Relat. Fields 2006, vol. 136, pp. 417-68CrossRef B. Bollobás and O. Riordan: Probab. Theory Relat. Fields 2006, vol. 136, pp. 417-68CrossRef
34.
Zurück zum Zitat W. B. Hutchinson: Mater. Sci. Forum, 2012, vol. 73, pp. 715-16 W. B. Hutchinson: Mater. Sci. Forum, 2012, vol. 73, pp. 715-16
35.
Zurück zum Zitat C.S. Park, H.K. Park, H.S. Shim, T.W. Na, C.H. Han, and N.M. Hwang: Philos. Mag. Lett., 2015, vol. 95, ser. 4, pp. 220–28. C.S. Park, H.K. Park, H.S. Shim, T.W. Na, C.H. Han, and N.M. Hwang: Philos. Mag. Lett., 2015, vol. 95, ser. 4, pp. 220–28.
36.
Zurück zum Zitat J. B. Koo, D. Y. Yoon, and M. F. Henry: Metall. Mater. Trans. A, 2000 vol. 31A, p. 1489–91CrossRef J. B. Koo, D. Y. Yoon, and M. F. Henry: Metall. Mater. Trans. A, 2000 vol. 31A, p. 1489–91CrossRef
37.
Zurück zum Zitat T.A. Bennett, P. N. Kalu, and A.D. Rollett: Scripta Mater., 2007, vol. 57, ser. 1, pp. 41–44. T.A. Bennett, P. N. Kalu, and A.D. Rollett: Scripta Mater., 2007, vol. 57, ser. 1, pp. 41–44.
38.
Zurück zum Zitat J. K. Mason, E. A. Lazar, R. D. MacPherson, and D. J. Srolovitz: Phys. Rev. E, 2015, vol. 92, p. 063308:1–18CrossRef J. K. Mason, E. A. Lazar, R. D. MacPherson, and D. J. Srolovitz: Phys. Rev. E, 2015, vol. 92, p. 063308:1–18CrossRef
39.
Zurück zum Zitat D.K. Lee, B.-J. Lee, K.J. Ko, and N.M. Hwang: Mater. Trans., JIM, 2009, vol. 50, pp. 2521–25. D.K. Lee, B.-J. Lee, K.J. Ko, and N.M. Hwang: Mater. Trans., JIM, 2009, vol. 50, pp. 2521–25.
40.
Zurück zum Zitat E.A. Holm and P.M. Duxbury: Scripta Mater. 2006, vol. 54, p. 1035-40.CrossRef E.A. Holm and P.M. Duxbury: Scripta Mater. 2006, vol. 54, p. 1035-40.CrossRef
Metadaten
Titel
Phenomenology of Abnormal Grain Growth in Systems with Nonuniform Grain Boundary Mobility
verfasst von
Brian L. DeCost
Elizabeth A. Holm
Publikationsdatum
28.07.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 6/2017
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-016-3673-6

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2017

Metallurgical and Materials Transactions A 6/2017 Zur Ausgabe

Symposium: PTM 2015: Solid-Solid Phase Transformations in Inorganic Materials

An Overview of the Cyclic Partial Austenite-Ferrite Transformation Concept and Its Potential

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.