定向凝固过程中镍基高温合金铸件的枝晶生长模拟（英文）

论文摘要

提高铸件的性能需要对其凝固过程中枝晶的生长深入了解,为此,采用数值模拟方法对定向凝固(DS)过程中枝晶的生长进行详细研究。考虑溶质扩散并耦合宏观温度场建立预测枝晶生长的多尺度模型。采用定向凝固实验验证模型的准确性,冷却曲线以及晶粒形貌的实验结果和模拟结果吻合较好。采用所建立的模型模拟枝晶的竞争生长,讨论分析具有不同结晶取向角枝晶的竞争生长行为。随后,采用模拟和实验的方法对三维枝晶的生长进行研究,模拟和实验结果吻合较好。通过3个不同的算例研究初始形核数对枝晶生长的影响。研究表明:初始形核数对柱状晶起始阶段的生长影响较大,对铸件最终的枝晶形貌和一次枝晶臂间距(PDAS)影响较小。

论文目录

• 1 Introduction
• 2 Mathematical models and experimenta details
•   2.1 Temperature field model
•   2.2 Grain structure model
•   2.3 Solute diffusion coupling with temperature field
•   2.4 Competitive growth model of dendrites
•   2.5 Simulation parameters and experimental methods
• 3 Results and dicussion
•   3.1 Temperature field and grain structure
•   3.2 Competitive growth of dendrites
•   3.3 3D dendrites growth
• 4 Conclusions

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 闫学伟,郭雄,刘艳领,巩秀芳,许庆彦,柳百成

关键词: 数值模拟,定向凝固,枝晶生长,镍基高温合金

来源: Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 清华大学材料学院先进成形制造教育部重点实验室,东方汽轮机有限公司,长寿命高温材料国家重点实验室

基金: Project(2017ZX04014001) supported by the National Science and Technology Major Project of China,Project(2017YFB0701503) supported by the National Key R&D Program of China,Project(51374137) supported by the National Natural Science Foundation of China

分类号: TG132.3;TG244.3

页码: 338-348

总页数: 11

文件大小: 1693K

下载量: 250