合金凝固過(guò)程枝晶生長(zhǎng)的界面前沿跟蹤法模擬.pdf

1、本文開(kāi)發(fā)了多元合金凝固過(guò)程的界面前沿跟蹤模型，并模擬了多元合金凝固過(guò)程中的枝晶演變。在界面前沿跟蹤模型中，考慮到枝晶的生長(zhǎng)受傳熱和傳質(zhì)的共同控制，使用有限差分法來(lái)求解熱傳導(dǎo)和溶質(zhì)傳輸。該模型的優(yōu)點(diǎn)在于能夠在求解的過(guò)程中精確的計(jì)算和跟蹤液/固界面的位置，采用了高效的界面位置計(jì)算跟蹤算法，能夠有效的跟蹤生長(zhǎng)的液/固界面。
　　對(duì)Al-Si-Cu合金凝固進(jìn)行了研究，并開(kāi)發(fā)了界面前沿跟蹤模型。在研究枝晶生長(zhǎng)時(shí)考慮到了曲率過(guò)冷對(duì)其影響。結(jié)果

2、顯示，溶質(zhì)再分布、液/固界面的曲率和界面張力的各向異性是對(duì)枝晶生長(zhǎng)形態(tài)起決定性的因素。在此基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了三元合金界面前沿跟蹤模型，對(duì)三元合金的凝固組織進(jìn)行了模擬計(jì)算。
　　應(yīng)用開(kāi)發(fā)的界面前沿跟蹤模型對(duì)多元合金凝固過(guò)程中單晶粒和多晶粒枝晶生長(zhǎng)進(jìn)行了模擬。對(duì)不同過(guò)冷度及不同冷卻速度下單晶粒枝晶生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行了計(jì)算，模擬了不同過(guò)冷度及不同冷卻速度下枝晶生長(zhǎng)過(guò)程及形貌變化;對(duì)比了不同冷卻速度下，枝晶尖端生長(zhǎng)速度變化及前沿溶質(zhì)場(chǎng)分布變化。通過(guò)