相場法模擬Ti-Al二元合金枝晶生長.pdf

1、Ti-Al基合金可在較高的溫度下工作，且具有密度小、抗氧化、抗疲勞等性能。枝晶的形成對Ti-A l合金性能有很大影響，控制枝晶形貌對改善合金性能有著重要意義。枝晶凝固過程中受大量參數(shù)和復(fù)雜的邊界條件影響，實際實驗成本較高，使用計算機模擬可有效降低成本。
　　本文首先對相場方法的發(fā)展及相關(guān)理論進行了論述。其次，以熵增加原理和熱力學(xué)定律為基礎(chǔ)，引入各項異性，構(gòu)造了包括描述相場有序參數(shù)的方程，建立二元合金相場模型。再次，編寫數(shù)值模擬程序

2、，利用建立好的程序模型對 Ti-Al二元合金的枝晶生長進行模擬。最后，研究了均勻溫度場條件下各項異性系數(shù)、界面動力學(xué)系數(shù)以及界面能對枝晶的形貌和尖端生長速度的影響，初步研究了非均勻溫度場條件下枝晶的生長情況。得到如下結(jié)論：
　　1.各向異性強度對枝晶形成的影響主要體現(xiàn)在枝晶的形貌及生長速度上，在各向異性強度系數(shù)較小時枝晶不明顯，當各向異性強度增大時枝晶也隨之變成較為明顯的樹枝形態(tài)，并產(chǎn)生二次支臂，同時各向異性強度的增大還會加快枝晶