【摘要】：考慮了液態(tài)金屬冷卻定向凝固過程中動態(tài)對流邊界,建立了高溫合金鑄件溫度場數(shù)學(xué)模型,采用三維元胞自動機(cellular automaton,CA)方法和KGT生長模型,建立了鎳基高溫合金凝固過程晶粒形核及生長的數(shù)學(xué)模型.采用宏觀模型與微觀模型雙向同步耦合,實現(xiàn)了溫度場和晶粒組織的數(shù)值模擬.進行了澆注實驗,用冷卻曲線和晶粒形貌驗證了數(shù)學(xué)模型的準確性.對液態(tài)金屬冷卻定向凝固規(guī)律的研究表明,抽拉速率不僅對糊狀區(qū)形狀有重要影響,而且對晶粒的平行度以及枝晶組織的細密性也有很大的影響.抽拉速率過小時,糊狀區(qū)上凸,晶粒組織易發(fā)散;抽拉速率過大時,糊狀區(qū)下凹,晶粒組織匯聚,同時造成枝晶組織的粗化;適當?shù)某槔俾氏履塬@得平坦的糊狀區(qū),提高晶粒的平行度,細化枝晶組織.
[Abstract]:Considering the dynamic convection boundary during the cooling and directional solidification of liquid metal, a mathematical model of temperature field of superalloy castings is established. The three-dimensional cellular automaton (cellular automaton,CA) method and the KGT growth model are used. A mathematical model of grain nucleation and growth of nickel base superalloy during solidification was established. The numerical simulation of temperature field and grain structure is realized by using the bidirectional synchronous coupling of macro model and micro model. The accuracy of the mathematical model was verified by cooling curve and grain morphology. The study on the cooling and directional solidification of liquid metal shows that the pulling rate not only has an important effect on the shape of the paste, but also on the parallelism of the grain and the fineness of the dendritic structure. When the pulling rate is too small, the gelatinized zone protrudes, and the grain structure is easily dispersed, while when the pulling rate is too high, the gelatinized zone concave and the grain structure converges, resulting in the coarsening of the dendritic structure at the same time. At a proper drawing rate, a smooth paste region can be obtained, which can improve the parallelism of the grain and refine the dendritic structure.
【作者單位】： 清華大學(xué)材料學(xué)院先進成形制造教育部重點實驗室;沈陽鑄造研究所;
【基金】：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項目2011CB706801 國家自然科學(xué)基金項目51171089和51374137 國家科技重大專項項目2012ZX04012-011和2011ZX04014-052資助~~
【分類號】：TG132.3

【參考文獻】

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本文編號：2358171