采用相場(chǎng)法模擬研究金屬凝固過程中微觀組織結(jié)構(gòu)的演化是目前材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。Fe-C二元合金是應(yīng)用最廣泛的工程結(jié)構(gòu)材料之一,廣泛應(yīng)用于航空航天、軌道交通、石油化工等領(lǐng)域。本文基于多相場(chǎng)模型,對(duì)Fe-C二元合金的多次相變過程進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。利用二元合金多晶粒競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)的相場(chǎng)模型,對(duì)Fe-C二元合金結(jié)晶過程中多晶粒競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)進(jìn)行模擬,研究邊界熱流和高溫氧化物、雜質(zhì)等橫向約束對(duì)枝晶微觀組織形貌的影響。結(jié)果表明:橫向約束的存在嚴(yán)重影響Fe-C二元合金凝固過程中枝晶微觀組織結(jié)構(gòu)的演化,改變了橫向約束上方枝晶的組織結(jié)構(gòu)與平均枝晶間距、影響枝晶的凝固速率、溶質(zhì)擴(kuò)散及溶質(zhì)截留效應(yīng),對(duì)材料最終的性能會(huì)產(chǎn)生較大影響。不同尺寸的橫向約束對(duì)枝晶具有不同的影響規(guī)律,相同尺寸的橫向約束對(duì)具有不同初始枝晶間距的枝晶也有不同的影響規(guī)律。這可以作為一種材料制備方法,制備具有特定微觀結(jié)構(gòu)的枝晶,以提高材料的性能。邊界熱流對(duì)凝固過程中枝晶的生長(zhǎng)形貌和溶質(zhì)擴(kuò)散產(chǎn)生的影響表現(xiàn)為大的邊界熱流對(duì)枝晶生長(zhǎng)的抑制作用強(qiáng),界面處的溶質(zhì)偏析嚴(yán)重;大的邊界抽熱可促進(jìn)枝晶的生長(zhǎng)和二次枝晶的發(fā)育�；诙辖鸸参鲛D(zhuǎn)變相場(chǎng)模型,模擬研究界面能和擴(kuò)... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

考慮了取向場(chǎng)的多晶等軸樹枝晶生長(zhǎng)[23]

等軸樹枝晶及生長(zhǎng)方向[24]

三維各向異性函數(shù)中的各向異性參數(shù)變量對(duì)枝晶形貌的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Phase-field simulation of competitive growth of grains in a binary alloy during directional solidification[J]. Li Feng,Ya-long Gao,Ni-ni Lu,Chang-sheng Zhu,Guo-sheng An,Jun-he Zhong.  China Foundry. 2018(05)
[2]Al-Zn合金等軸晶生長(zhǎng)的三維相場(chǎng)法模擬[J]. 王鴻,趙宇宏,張冰,陳偉鵬,侯華.  鑄造技術(shù). 2018(04)
[3]層片狀珠光體生長(zhǎng)形貌的相場(chǎng)法模擬[J]. 馮力,高亞龍,朱昶勝,安國(guó)升,肖榮振,路妮妮.  蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[4]A Multi-phase Field Model for Static Recrystallization of Hot Deformed Austenite in a C–Mn Steel[J]. Jun Zhang,Cheng-Wu Zheng,Dian-Zhong Li.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2018(02)
[5]Phase-field numerical simulation of three-dimensional competitive growth of dendrites in a binary alloy[J]. Li Feng,Ya-long Gao,Chang-sheng Zhu,Guo-sheng An,Xin Deng,Bei-bei Jia.  China Foundry. 2018(01)
[6]MPI+OpenMP環(huán)境下的二元合金三維相場(chǎng)模型的并行方法[J]. 朱昶勝,鄧新,馮力,李浩.  蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[7]Multi-phase field simulation of grain growth in multiple phase transformations of a binary alloy[J]. 馮力,賈北北,朱昶勝,安國(guó)升,肖榮振,馮小靜.  Chinese Physics B. 2017(08)
[8]Fe-C-Mn三元合金中奧氏體-鐵素體相變的相場(chǎng)模擬[J]. 張軍,陳文雄,鄭成武,李殿中.  金屬學(xué)報(bào). 2017(06)
[9]γ-α相變中不同晶界特征下鐵素體生長(zhǎng)形貌的相場(chǎng)模擬[J]. 張軍,陳文雄,鄭成武,李殿中.  物理學(xué)報(bào). 2017(07)
[10]基于MPI二元合金三維枝晶生長(zhǎng)相場(chǎng)法的并行研究[J]. 朱昶勝,朱鳴芳,李浩,王永賢,馮立.  蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)

博士論文
[1]多元合金凝固微觀組織的相場(chǎng)法模擬研究[D]. 馮力.蘭州理工大學(xué) 2009

碩士論文
[1]Fe-C合金枝晶生長(zhǎng)過程的相場(chǎng)法模擬研究[D]. 康永生.中北大學(xué) 2017
[2]Fe-C二元合金多次相變晶粒生長(zhǎng)的多相場(chǎng)法模擬研究[D]. 賈北北.蘭州理工大學(xué) 2017
[3]Al-Cu二元單相合金枝晶生長(zhǎng)相場(chǎng)法模擬[D]. 浦呂春.昆明理工大學(xué) 2014
[4]二元合金凝固過程的相場(chǎng)模擬研究[D]. 王潔玉.西北工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3087389