發(fā)布時(shí)間：2019-06-06 06:09

【摘要】：本文建立了金屬熔體近壁面流動(dòng)剪切模型,并分析了流動(dòng)剪切對金屬凝固的影響.針對A356合金計(jì)算結(jié)果表明:層流流動(dòng)的熔體內(nèi)部剪應(yīng)力隨垂直斜板表面距離的增大而減小,隨著流動(dòng)長度的增加先急劇下降之后趨于穩(wěn)定;紊流流動(dòng)的熔體所受的剪應(yīng)力隨著垂直傾斜板表面距離的增大先急劇下降之后趨于穩(wěn)定,隨著流動(dòng)長度的增加而不斷增大;斜板傾角越大,斜板上相同位置的熔體層受到的剪應(yīng)力越大;熔體垂直斜板表面距離越小,柱狀晶所承受的彎曲應(yīng)力越大;斜角越大,斜板上相同位置的柱狀晶的彎曲應(yīng)力越大;隨著熔體在傾斜板表面流動(dòng)長度的增加,在層流階段,傾斜板表面柱狀晶根部所受的彎曲應(yīng)力先急劇下降之后趨于平穩(wěn),而在紊流階段,彎曲應(yīng)力是緩慢增加的;理論分析表明柱狀晶在熔體近壁面流動(dòng)過程受到的最大彎曲應(yīng)力低于α-Al晶粒的屈服強(qiáng)度,所以斜板上熔體流動(dòng)產(chǎn)生的彎曲力不能將柱狀晶折斷,只能將晶粒沖刷游離到熔體中使晶粒增殖,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合.所以本模型可以很好地解釋熔體近壁面流動(dòng)過程中的剪切本構(gòu)關(guān)系以及剪應(yīng)力對凝固組織的影響.
[Abstract]:In this paper, the flow shear model of metal melt near the wall is established, and the effect of flow shear on metal solidification is analyzed. The calculation results of A356 alloy show that the internal shear stress of laminar flow melt decreases with the increase of vertical inclined plate surface distance, and then tends to be stable with the increase of flow length. With the increase of the surface distance of the vertical inclined plate, the shear stress of the turbulent melt decreases sharply at first and then tends to be stable, and increases with the increase of the flow length. The larger the inclination angle of the inclined plate is, the greater the shear stress of the melt layer in the same position on the inclined plate is, and the smaller the surface distance of the vertical inclined plate is, the greater the bending stress of the columnar crystal is. The larger the oblique angle is, the greater the bending stress of columnar crystals in the same position on the inclined plate is. With the increase of melt flow length on the inclined plate surface, in the laminar flow stage, the bending stress on the columnar crystal root of the inclined plate surface decreases sharply at first and then tends to be stable, while in the turbulent stage, the bending stress increases slowly. The theoretical analysis shows that the maximum bending stress of columnar crystals near the wall is lower than the yield strength of 偽-Al grains, so the bending force produced by melt flow on inclined plates can not break columnar crystals. The grain can only be washed and dissociated into the melt to make the grain proliferate, which is in good agreement with the experimental results. Therefore, this model can explain the shear constitutive relation of melt near the wall and the effect of shear stress on solidification structure.
【作者單位】： 東北大學(xué)材料與冶金學(xué)院;中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所;蘭州理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):51222405,51474063)資助的課題~~
【分類號(hào)】：TG111.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2494126