發(fā)布時間：2017-10-17 14:11

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

  更多相關(guān)文章： 多相場法 二元共晶 計算相圖 形態(tài)穩(wěn)定性 數(shù)值模擬

【摘要】：共晶層片組織是一種比較普遍的微觀組織,廣泛存在于許多重要的結(jié)果材料和功能材料的液-固相變過程中。怎樣準(zhǔn)確地獲取共晶凝固過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題。由于對成型過程的控制需要掌握大量的參數(shù),全部用實驗手段進行研究很難實現(xiàn),而數(shù)值模擬方法可以克服這些困難,因此,微觀組織的數(shù)值模擬方法得到了人們高度關(guān)注。在眾多微觀組織的數(shù)值模擬方法中,相場法作為一種比較有效的微觀組織模擬方法,已在微觀組織演化的研究中凸顯出越來越重要的作用。相場法可以通過耦合其他外部場,有效地把微觀和宏觀尺度結(jié)合,比較真實地模擬鑄件的凝固過程。本文以KKSM多相場模型為基礎(chǔ),模擬了Pb-Sn共晶合金的穩(wěn)態(tài)凝固過程,以及以Pb-Sn共晶合金為基礎(chǔ)模擬研究了共晶層片穩(wěn)定性生長的影響因素。研究結(jié)果表明:(1)通過二元合金共晶生長的KKSM多相場模型與計算相圖(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)生長過程,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,亞共晶成分的生長形貌發(fā)生依次為:層片湮沒→穩(wěn)態(tài)生長→2λO→層片分叉;共晶成分為:層片湮沒→穩(wěn)態(tài)生長→1λO→2λO;過共晶成分為:層片湮沒→穩(wěn)態(tài)生長→T-2λO→Tilt。(3)在等溫凝固時,通過對保持其他條件不變,改變固-液界面前沿的初始過冷度的模擬研究,可以看出:隨著過冷度的增大,共晶層片的生長形態(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,在共晶三相點相接觸的三個界面會隨著改變,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】：多相場法 二元共晶 計算相圖 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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.12
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 符號表8-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 概述10-11
• 1.2 微觀組織模擬的研究方法11-13
• 1.3 相場法的研究進展13-18
• 1.4 多相場模型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 相場模型的建立24-36
• 2.1 相場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)值計算37-42
• 3.3 后處理42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 第四章 計算相圖在相場法數(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溶液的相場法模擬47-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第五章 各因素對二元共晶層片生長的影響54-66
• 5.1 概述54
• 5.2 一些計算參數(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67-71
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文71-73
• 致謝73-75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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2 張光躍,荊濤,柳百成;相場方法原理及在微觀組織模擬中的應(yīng)用[J];機械工程學(xué)報;2003年05期

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

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本文編號：1049272