本文關(guān)鍵詞：Pb-Sn共晶合金層片狀生長(zhǎng)穩(wěn)定性的相場(chǎng)法數(shù)值模擬

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【摘要】：共晶層片組織是一種比較普遍的微觀(guān)組織,廣泛存在于許多重要的結(jié)果材料和功能材料的液-固相變過(guò)程中。怎樣準(zhǔn)確地獲取共晶凝固過(guò)程中共晶組織的演化信息以及轉(zhuǎn)化規(guī)律,是共晶領(lǐng)域科研工作者們的最主要的問(wèn)題。由于對(duì)成型過(guò)程的控制需要掌握大量的參數(shù),全部用實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行研究很難實(shí)現(xiàn),而數(shù)值模擬方法可以克服這些困難,因此,微觀(guān)組織的數(shù)值模擬方法得到了人們高度關(guān)注。在眾多微觀(guān)組織的數(shù)值模擬方法中,相場(chǎng)法作為一種比較有效的微觀(guān)組織模擬方法,已在微觀(guān)組織演化的研究中凸顯出越來(lái)越重要的作用。相場(chǎng)法可以通過(guò)耦合其他外部場(chǎng),有效地把微觀(guān)和宏觀(guān)尺度結(jié)合,比較真實(shí)地模擬鑄件的凝固過(guò)程。本文以KKSM多相場(chǎng)模型為基礎(chǔ),模擬了Pb-Sn共晶合金的穩(wěn)態(tài)凝固過(guò)程,以及以Pb-Sn共晶合金為基礎(chǔ)模擬研究了共晶層片穩(wěn)定性生長(zhǎng)的影響因素。研究結(jié)果表明:(1)通過(guò)二元合金共晶生長(zhǎng)的KKSM多相場(chǎng)模型與計(jì)算相圖(CALPHAD)的耦合,模擬再現(xiàn)了定向凝固條件的Pb-Sn共晶合金的穩(wěn)態(tài)生長(zhǎng)過(guò)程,該模擬結(jié)果與理論吻合度較好。(2)在等溫凝固條件下,共晶的層片形態(tài)受到初始層片間距的影響。隨著初始層片間距的增大,亞共晶成分的生長(zhǎng)形貌發(fā)生依次為:層片湮沒(méi)→穩(wěn)態(tài)生長(zhǎng)→2λO→層片分叉;共晶成分為:層片湮沒(méi)→穩(wěn)態(tài)生長(zhǎng)→1λO→2λO;過(guò)共晶成分為:層片湮沒(méi)→穩(wěn)態(tài)生長(zhǎng)→T-2λO→Tilt。(3)在等溫凝固時(shí),通過(guò)對(duì)保持其他條件不變,改變固-液界面前沿的初始過(guò)冷度的模擬研究,可以看出:隨著過(guò)冷度的增大,共晶層片的生長(zhǎng)形態(tài)由規(guī)則形態(tài)向失穩(wěn)的震蕩狀態(tài)變化。(4)當(dāng)改變界面自由能時(shí),在共晶三相點(diǎn)相接觸的三個(gè)界面會(huì)隨著改變,并且是使系統(tǒng)向著自由能最低狀態(tài)方向變化。
【關(guān)鍵詞】：多相場(chǎng)法 二元共晶 計(jì)算相圖 形態(tài)穩(wěn)定性 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG146.12
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 符號(hào)表8-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 概述10-11
• 1.2 微觀(guān)組織模擬的研究方法11-13
• 1.3 相場(chǎng)法的研究進(jìn)展13-18
• 1.4 多相場(chǎng)模型18-21
• 1.5 共晶凝固領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀21-22
• 1.6 本文主要的研究工作內(nèi)容22-24
• 第二章 相場(chǎng)模型的建立24-36
• 2.1 相場(chǎng)模型的基本原理及建立步驟24-25
• 2.2 共晶凝固尖銳界面模型25-28
• 2.3 KKSM共晶多相場(chǎng)模型28-32
• 2.4 模型參數(shù)的確定32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 第三章 模型控制方程的求解及后處理36-46
• 3.1 前處理36-37
• 3.2 數(shù)值計(jì)算37-42
• 3.3 后處理42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 第四章 計(jì)算相圖在相場(chǎng)法數(shù)值模擬中的應(yīng)用46-54
• 4.1 概述46
• 4.2 熱力學(xué)模型46
• 4.3 Pb-Sn溶液的摩爾自由能數(shù)據(jù)及相圖46-47
• 4.4 Pb-Sn溶液的相場(chǎng)法模擬47-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第五章 各因素對(duì)二元共晶層片生長(zhǎng)的影響54-66
• 5.1 概述54
• 5.2 一些計(jì)算參數(shù)的界定54-55
• 5.3 Pb-Sn共晶合金的形貌選擇55-60
• 5.4 層片生長(zhǎng)形態(tài)穩(wěn)定性的影響因素60-64
• 5.5 本章小結(jié)64-66
• 第六章 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文71-73
• 致謝73-75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

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3 張光躍,荊濤,柳百成,趙代平;鋁合金枝晶生長(zhǎng)形貌數(shù)值模擬研究[J];鑄造;2002年12期

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本文編號(hào)：1049272