Fe-C合金凝固过程枝晶生长的模拟研究

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• 作者：徐蔼彦李露露张敏
• 会议时间：2014-10-18
• 关键词：数值模拟 ; 元胞自动机法 ; 枝晶形貌 ; 溶质浓度
• 作者单位：西安理工大学材料科学与工程学院,西安710048
• 母体文献：2014陕西省焊接学术会议论文集
• 会议名称：2014陕西省焊接学术会议
• 会议地点：西安
• 主办单位：陕西省机械工程学会
• 语种：chi
• 分类号：TG1;O78

摘要

改进了模拟枝晶生长常用的二维元胞自动机和有限差分(CA-FD)模型,新模型引入扰动函数来控制二、三次枝晶的生长;在枝晶生长过程中,将溶质浓度明确地分为液相溶质浓度和固相溶质浓度两部分;并在溶质再分配与扩散过程中采用八邻位差分以减少网格形状导致溶质扩散的各向异性。模拟了Fe-C二元合金过冷熔体中,单个和多个等轴晶沿不同择优方向生长及单方向和多方向柱状树枝晶竞争生长过程中的枝晶形貌、液相溶质浓度和固相溶质浓度分布情况。模拟结果表明:扰动的引入能够促使枝晶产生分支,并控制二、三次枝晶的生长速率;液/固相溶质计算模型能够准确地模拟出枝晶生长过程中液/固相溶质分布;此外改进后的模型实现了枝晶沿任意方向的竞争生长。