过热度、传热系数以及高斯分布参数对Ag-28Cu-2Ni合金凝固组织的影响

论文摘要

基于CAFE法（元胞自动机CA-有限元FE耦合模型）,借助Procast软件对水冷铜模浇铸条件下合金的三维微观组织结构进行模拟,模拟结果与实验结果一致。此外,研究了工艺参数（过热度和传热系数）以及高斯分布参数（平均过冷度、成核密度和过冷度标准方差）对合金凝固组织的影响。模拟结果表明,随着过热度的增大,柱状晶比例逐渐增大,细小柱状晶的晶粒尺寸变大,且CET（柱状晶向等轴晶转变）转化位置向合金铸件内部推移。水冷条件下（传热系数h=5 000 W/（m2·K））,Ag-28Cu-2Ni合金凝固组织几乎全为柱状晶,而且晶粒粗大。空冷条件下（传热系数h=2 000 W/（m2·K））,柱状晶区缩小,等轴晶区占主要部分。缓冷条件下（传热系数h=10 W/（m2·K））,铸件的凝固组织几乎全为等轴晶。此外,平均过冷度越高,柱状枝晶区域越大。最大成核密度越大,晶粒尺寸越小。随着标准偏差增大,晶粒分布更加离散化,且晶粒尺寸分布更加均匀。

论文目录

• 0 引言
• 1 CA-FE模型的建立与计算方法
•   1.1 微观模型
•     1.1.1 异质形核模型
•     1.1.2 枝晶尖端生长动力学模型
•   1.2 宏观模型的控制方程
•     1.2.1 热物性计算
•     1.2.2 控制方程
•       （1） 质量守恒方程:
•       （2） 动量守恒方程:
•       （3） 能量守恒方程:
•   1.3 CA与FE模型耦合
•   1.4 CAFE模型计算方法
• 2 实验过程与模拟参数确定
• 3 结果分析
•   3.1 结晶过程和实验结果
•   3.2 过热度对凝固组织的影响
•   3.3 传热系数对凝固组织的影响
•   3.4 高斯分布参数影响的仿真结果与讨论
•     3.4.1 平均过冷度对凝固组织的影响
•     3.4.2 成核密度对凝固组织的影响
•     3.4.3 过冷度标准方差对凝固组织的影响
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 方继恒,刘曦,谢明,胡洁琼,王松,张吉明,杨有才,陈永泰,王塞北,李再久

关键词: 元胞自动机有限元耦合模型,微观组织,过热度,传热系数,高斯分布参数

来源: 材料导报 2019年18期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 金属学及金属工艺,机械工业

单位: 昆明贵金属研究所,昆明理工大学材料科学与工程学院

基金: 国家重点基础研究发展计划项目(2017YFB0305700),国家自然科学基金(U1602271,51707087,U1602275),云南省重大科技项目(2018ZE011,2018ZE012,2018ZE022,2018ZE026),云南省应用基础研究计划项目(2018FB088)~~

分类号: TG146.32;TG244.3

页码: 3077-3084

总页数: 8

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