【摘要】：基于枝晶生長的擴散界面模型,改進元胞自動機法,并結合有限差分法,綜合考慮濃度場、溫度場以及熔池形狀,建立Fe-0.04%C(質量分數)合金枝晶生長和溶質濃度分布模型。模擬單個等軸晶的生長形貌及枝晶尖端生長速度隨時間的變化關系、多個等軸晶的生長形貌和溶質濃度分布、柱狀晶的生長形貌和耦合溫度場后的柱狀晶-等軸晶轉變過程,并與實驗進行對比。結果表明:取向角對枝晶形貌有一定的影響;枝晶尖端生長速度隨時間的延長最后趨于穩(wěn)定;熔池形狀影響柱狀晶生長形貌;溶質主要富集在枝晶根部及晶界處。模擬結果與實驗結果吻合較好。
[Abstract]:Based on the diffusion interface model of dendritic growth, the improved cellular automata method and the finite difference method are used to consider the concentration field, temperature field and molten pool shape. A model of dendritic growth and solute concentration distribution of Fe-0.04%C alloy was established. The growth morphology of single equiaxed crystal and the growth rate of dendrite tip vary with time, the growth morphology and solute concentration distribution of multiple equiaxed crystals, the growth morphology of columnar crystal and the transformation process of columnar crystal and equiaxed crystal after coupling temperature field are simulated. And compared with the experiment. The results show that orientation angle has a certain influence on dendritic morphology, the growth rate of dendritic tip tends to be stable with the extension of time, the shape of molten pool affects the morphology of columnar crystal growth, and the solute is mainly enriched at the dendritic root and grain boundary. The simulation results are in good agreement with the experimental results.
【作者單位】： 西安理工大學材料科學與工程學院;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51274162) 國家高技術研究發(fā)展計劃資助項目(2013AA031303)
【分類號】：TG40

【參考文獻】

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1 黃安國;余圣甫;李志遠;;焊縫金屬凝固組織元胞自動機模擬[J];焊接學報;2008年04期

2 黃安國,王永生,李志遠;焊縫金屬凝固元胞自動機模型的研究[J];焊接技術;2003年06期

3 張林,王元明,張彩碚;Ni基耐熱合金凝固過程的元胞自動機方法模擬[J];金屬學報;2001年08期

4 朱鳴芳,陳晉,孫國雄,洪俊杓;枝晶生長的數值模擬[J];金屬學報;2005年06期

5 張敏;汪強;李繼紅;李琳;;焊接熔池快速凝固過程的微觀組織演化數值模擬[J];焊接學報;2013年07期

6 張航;許慶彥;史振學;柳百成;;DD6高溫合金定向凝固枝晶生長的數值模擬研究[J];金屬學報;2014年03期

7 嚴衛(wèi)東 ,楊愛民 ,劉漢武 ,劉林;K4169高溫合金凝固晶粒組織的計算機模擬[J];特種鑄造及有色合金;2002年04期

8 占小紅;魏艷紅;馬瑞;;Al-Cu合金凝固枝晶生長的數值模擬[J];中國有色金屬學報;2008年04期

9 袁訓鋒;丁雨田;;相場法模擬強各向異性作用下二元合金枝晶生長[J];中國有色金屬學報;2011年09期

10 張紅偉;NAKAJIMA Keiji;王恩剛;赫冀成;;Al-Si合金宏觀偏析、凝固組織演變的元胞自動機-控制容積法耦合模擬[J];中國有色金屬學報;2012年07期

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1 陳晉;基于胞元自動機方法的凝固過程微觀組織數值模擬[D];東南大學;2005年

2 占小紅;Ni-Cr二元合金焊接熔池枝晶生長模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

【共引文獻】

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1 楊明波,潘復生,丁培道;鑄件凝固組織模擬的研究進展[J];兵器材料科學與工程;2001年03期

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3 熊偉,荊濤;鋁合金鑄件微觀組織仿真的研究[J];兵工學報;2000年04期

4 唐勇,王建中,蒼大強,王靜松,趙昱祥;電脈沖作用下T8鋼凝固組織的改變[J];北京科技大學學報;2000年04期

5 王靜松,薛慶國,石向東,范方國,許建國,蒼大強;電脈沖處理對Sn-15%Pb合金凝固組織中枝晶形態(tài)的影響[J];北京科技大學學報;2005年02期

6 郭發(fā)軍;陸巧彤;李玲珍;宗燕兵;蒼大強;;交流電場對定向凝固及界面溶質分配系數的影響[J];北京科技大學學報;2006年02期

7 王金龍;王福明;李長榮;張炯明;;易切削鋼9SMn28凝固過程的CAFE法模擬[J];北京科技大學學報;2010年03期

8 謝朝陽;張炯明;胡波;吳蘇州;羅衍昭;肖超平;楊錦;;大扁錠凝固過程模擬及縮孔優(yōu)化[J];北京科技大學學報;2011年01期

9 白李國;劉海英;張延玲;繆新德;阮小江;;對22CrMoH連鑄坯微觀組織及合金元素影響的數值模擬[J];北京科技大學學報;2011年09期

10 ;Numerical simulation of 3D-microstructures in solidification processes based on the CAFE method[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2009年06期

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2 劉政軍;蘇允海;;M_7C_3的形態(tài)分布對鐵基復合層耐磨性能的影響[A];創(chuàng)新沈陽文集（A）[C];2009年

3 張勇;謝紅霞;馬鐵軍;李鵬雁;;不銹鋼電阻點焊熔核冷卻速度的計算[A];第十六次全國焊接學術會議論文摘要集[C];2011年

4 王瑞春;曹志佳;白彥華;李榮德;;脈沖電流對鋁及鋁合金凝固過程作用的研究綜述[A];第十二屆全國鑄造年會暨2011中國鑄造活動周論文集[C];2011年

5 劉孝福;婁延春;蘇貴橋;于波;李長春;郭新力;李巍;;抽拉速率對高溫合金葉片LMC法定向凝固組織的影響[A];第十二屆全國鑄造年會暨2011中國鑄造活動周論文集[C];2011年

6 謝志毅;何鐵寧;羅超;王震宏;趙曉平;;鈾鈮合金鑄造過程微觀組織數值模擬[A];第二屆中國CAE工程分析技術年會論文集[C];2006年

7 王金龍;王福明;張炯明;任嵬;龔雅林;;CAFE模型機理研究及應用[A];第五屆中國CAE工程分析技術年會論文集[C];2009年

8 秦國義;蔡洪中;王劍華;趙懷志;陳亮維;;超音速電弧噴射Ag-Cu共晶熔滴的快速凝固[A];第六屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（10）[C];2007年

9 張林;王紹青;葉恒強;;鐵素體晶粒形核與生長的元胞自動機模擬[A];2002年材料科學與工程新進展（下）——2002年中國材料研討會論文集[C];2002年

10 何燕;張立文;牛靜;;利用元胞自動機方法模擬多晶金屬材料的動態(tài)再結晶過程[A];2004年中國材料研討會論文摘要集[C];2004年

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5 袁訓鋒;強制對流影響凝固微觀組織的相場法研究[D];蘭州理工大學;2011年

6 劉建元;燒結過程中微觀結構演變行為的Monte Carlo模擬[D];中南大學;2011年

7 唐建軍;基于電渣重熔的大型鑄錠成型關鍵技術研究[D];南昌大學;2011年

8 孫有平;塑性變形對噴射沉積7090Al/SiC_p復合材料SiC分布及組織性能影響[D];湖南大學;2009年

9 李述;過冷合金熔體非平衡凝固模型的擴展及應用[D];天津大學;2010年

10 賈麗敏;TC4合金立式離心充型凝固行為研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

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3 王茜;時效處理對快速凝固Cu-Cr合金組織性能的影響[D];河南理工大學;2010年

4 姜麗紅;功率超聲對流動A356熔體半固態(tài)組織的影響研究[D];南昌航空大學;2010年

5 吳小超;稀土元素與凝固速度對AZ31-RE-Sb組織及相組成的影響[D];鄭州大學;2010年

6 王巖;樹枝晶前沿熱電磁流體動力學效應的研究[D];遼寧工程技術大學;2009年

7 曹琦;噴射沉積技術沉積區(qū)域控制研究[D];昆明理工大學;2010年

8 李世貴;真空感應連續(xù)片鑄技術及其計算機控制系統(tǒng)的設計與實現[D];電子科技大學;2010年

9 王超;振動激發(fā)形核傳熱機制及工業(yè)化應用研究[D];昆明理工大學;2010年

10 葛敬魯;鈦合金電子束焊接接頭的性能研究[D];沈陽大學;2011年

【二級參考文獻】

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1 郭洪民,劉旭波,楊湘杰;元胞自動機方法模擬微觀組織演變的建�？蚣躘J];材料工程;2003年08期

2 李強,李殿中,錢百年;Al-7%Si凝固過程組織演變的元胞自動機方法模擬[J];材料工程;2004年07期

3 張丁非;蘭偉;丁培道;張保平;;AZ91鎂合金的凝固冷卻速度與二次枝晶間距的定量關系研究[J];材料工程;2007年04期

4 朱鳴芳,于金,洪俊杓;金屬凝固顯微組織的計算機模擬[J];中國工程科學;2004年05期

5 王維斌,劉建萍,史耀武,雷永平,田志凌;超細晶粒鋼閃光焊熱影響區(qū)顯微特性分析及其組織有限元模擬[J];機械工程材料;2004年08期

6 王慶鵬,李午申,陳翠欣,馮靈芝;焊接熱影響區(qū)相變模型分析[J];焊接;2004年11期

7 何宜柱,余亮,陳大宏,雷廷權;元胞自動機仿真技術[J];華東冶金學院學報;1998年04期

8 余亮,顧斌,李紹銘,何宜柱;枝晶生長的元胞自動機模擬[J];安徽工業(yè)大學學報;2002年01期

9 吳言高,李午申,鄒宏軍,馮靈芝;焊接數值模擬技術發(fā)展現狀[J];焊接學報;2002年03期

10 溫俊芹,劉新田,莫春立,張世興;焊接熱影響區(qū)晶粒長大過程的微觀組織模擬[J];焊接學報;2003年03期

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4 李文珍;鑄件凝固過程微觀組織及縮孔縮松形成的數值模擬研究[D];清華大學;1995年

5 丁恒敏;鑄造合金的微觀組織模擬[D];華中科技大學;2005年

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3 黃金昌;熔體離心鑄造(Nd,Dy)_2Fe_(14)(B,C)磁性性能[J];稀有金屬快報;2002年08期

4 承勇;孫禮林;;官能團化N,C雙齒N-雜環(huán)卡賓配合物研究進展[J];有機化學;2012年03期

5 蔡奕樹;;談談Fe、Ti,C、S對電熔耐火材料的影響[J];建材研究院院刊;1979年02期

6 徐祖耀,陳衛(wèi)中;奧氏體強化及Fe,C擴散對貝氏體相變的影響[J];材料科學進展;1988年03期

7 石威,梁鑫淼,盧佩章;由氣相色譜保留指數預測反相液相色譜的a,c指數[J];科學通報;1996年15期

8 朱愛玲,朱紅健,何宜柱,袁曉敏;Nb(N,C)的析出行為對含，

本文編號：2399193