晶粒长大是纯金属、合金、陶瓷等多晶材料中最普遍的晶粒生长现象。晶粒尺寸作为材料显微组织结构的一个重要指标，它的变化对材料的塑性、韧性、强度、硬度和耐磨性等力学性能以及机械加工性能具有重大的影响。随着计算机的硬件技术的飞速发展，现在人们已经能够运用计算机模拟方法研究晶粒长大的过程。多晶材料晶粒长大过程中，如果存在第二相硬质颗粒，则其对晶粒长大过程中晶界有了强烈的钉扎作用，将阻止晶粒的进一步长大，从而得到细化晶粒，提高材料性能的作用。在实际应用中，通过直接引入第二相难熔颗粒，或者经一定热处理工艺（如时效）析出第二相颗粒来阻止晶粒的长大，以细化最终粒组织，提高材料的力学性能。本文采用多序参量相场模型，建立了包含硬质颗粒的单、双相晶粒同时长大的热力学模型，模拟了含不同尺度的硬质颗粒的单、双相晶粒长大过程，研究不同体积分数和不同尺寸的硬质颗粒对单、双相晶粒长大演化及其生长动力学的作用和影响，在此基础上，还研究了棒状颗粒对单相晶粒长大的影响，主要结论如下：　　 1、晶粒长大过程中，绝大部分圆形第二相粒子位于三晶交点处，棒状第二相粒子位于晶界处并与晶界方向较好的保持一致，第二相粒子表现出强烈地钉扎晶界的作用。晶粒极限半径符合Zener关系：　　 棒状第二相粒子：Rlim/r=1.18fa-0.48；圆形第二相粒子：Rlim/r=l.27fa-0.47。　　 2、在含第二相粒子的系统中，晶粒长大符合指数长大规律，其生长指数要比第三相粒子钉扎的两相晶粒生长指数要小。　　 3、当体系中第二相粒子面积分数较小时，棒状粒子与圆形粒子对晶粒长大的钉扎作用没有明显差别；当体系中第二相粒子面积分数较大时，棒状粒子钉扎效果好于圆形粒子。　　 4、采用相场模型模拟了两相晶粒长大过程得到的晶粒组织形貌，生长动力学指数与已有理论吻合。　　 5、基于两相多晶材料正常晶粒长大过程的相场模型，创立了一个可以模拟第三相硬质颗粒对两相晶粒组织长大过程的新模型，模拟结果可以比较准确地反映硬质颗粒对两相组织的影响，与目前的相关理论相符。　　 6、硬质颗粒对晶粒有很强的钉扎效果，当硬质颗粒半径一定，第三相粒子体积分数越大时，其对两相组织的钉扎效果就越明显；当颗粒体积分数一定，随着颗粒尺寸的减小，整体钉扎作用就增强，微观组织平均晶粒尺寸就减小；当存在单一的硬质颗粒，晶界钉扎能力不同，大颗粒比小颗粒具有更强的钉扎作用，并且增加了晶粒组织中异常晶粒出现的概率。当同时存在两种不同大小硬质颗粒，起细化晶粒目的的是小颗粒。