【摘要】：基于Beckermann和Karma枝晶生長相場模型,建立耦合溶質(zhì)場、溫度場的相場模型,采用有限元法對控制方程進(jìn)行求解,研究凝固過程Al-3.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Cu合金在邊界熱通量作用下的枝晶生長行為。結(jié)果表明,邊界熱通量作用能夠顯著改變凝固前沿的傳熱和傳質(zhì),影響枝晶生長形貌。在邊界抽熱條件下,枝晶前沿溫度降低,實際過冷度增大,從而促進(jìn)二次枝晶生長發(fā)育,界面前沿溶質(zhì)擴(kuò)散層薄,枝晶微觀偏析嚴(yán)重。而邊界加熱條件下,枝晶前沿溫度升高,實際過冷度減小,抑制枝晶生長發(fā)育,界面前沿擴(kuò)散層厚,枝晶微觀偏析減弱。
[Abstract]:Based on the phase field model of Beckermann and Karma dendrite growth, the phase field model of coupled solute field and temperature field is established, and the governing equation is solved by finite element method. The dendrite growth behavior of Al-3.0% (mass fraction) Cu alloy under boundary heat flux was studied. The results show that the boundary heat flux can significantly change the heat and mass transfer at the solidification front and affect the dendrite growth morphology. Under the condition of boundary heat extraction, the dendrite front temperature decreases and the actual undercooling degree increases, which promotes the secondary dendrite growth and development, the solute diffusion layer at the interface front is thin, and the dendrite microsegregation is serious. Under the condition of boundary heating, the temperature of dendrite front increases, the actual undercooling degree decreases, the growth and development of dendrite are inhibited, the thickness of interface front diffusion layer is thick, and the microsegregation of dendrite is weakened.
【作者單位】： 西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(51301143) 中國博士后基金資助項目(2014M560727) 四川省科技支撐計劃資助項目(2015GZ0228) 西南交通大學(xué)科技創(chuàng)新資助項目(2682014CX001)
【分類號】：TG111.4

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