發(fā)布時(shí)間：2025-01-18 11:50

　　本文采用數(shù)值模擬方法,對(duì)Al-Si-Mg三元合金枝晶、共晶凝固過(guò)程和Fe-C二元合金等溫包晶轉(zhuǎn)變過(guò)程開(kāi)展模擬研究,結(jié)合理論模型和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。在課題組前期工作基礎(chǔ)上,建立了三元合金枝晶共晶生長(zhǎng)的元胞自動(dòng)機(jī)（cellular automaton,CA）模型。將模擬得到的合金固相分?jǐn)?shù)與溫度變化關(guān)系曲線與杠桿定律和Scheil模型進(jìn)行比較,驗(yàn)證了模型的合理性。應(yīng)用CA模型模擬了亞共晶和共晶成分的Al-Si-Mg合金凝固顯微組織演化過(guò)程,研究了冷卻速度和合金成分對(duì)顯微組織和顯微偏析的影響,發(fā)現(xiàn)冷速越大,凝固組織越細(xì);增大共晶凝固過(guò)冷度可細(xì)化共晶組織;模擬的凝固組織與實(shí)驗(yàn)的凝固組織吻合良好。當(dāng)采用固相擴(kuò)散為零時(shí),冷速越高,先凝固區(qū)域溶質(zhì)濃度偏高而后凝固區(qū)域溶質(zhì)濃度偏低;當(dāng)采用實(shí)際固相擴(kuò)散系數(shù)時(shí),在較低的冷速下,溶質(zhì)在固相中的反擴(kuò)散作用明顯。建立了二元合金包晶轉(zhuǎn)變CA模型,對(duì)Fe-C合金等溫包晶轉(zhuǎn)變過(guò)程（δ→γ,L→γ）進(jìn)行模擬研究。模擬了在母相中過(guò)飽和度為零(Ω_γL=Ω_γδ=0)的條件下等溫包晶轉(zhuǎn)變過(guò)程中γ相的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明,γ相厚度隨時(shí)間...

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1Al-7wt.%Si合金(a)未變質(zhì)處理和(b)變質(zhì)處理后共晶Si相的三維重構(gòu)形貌

圖1.1Al-7wt.%Si合金(a)未變質(zhì)處理和(b)變質(zhì)處理后共晶Si相的三維重構(gòu)形貌[42]以上研究均是對(duì)合金凝固完成后的組織進(jìn)行觀察，因此無(wú)法得知合金凝固過(guò)織演變信息。Nogita等[43]對(duì)凝固過(guò)程中的試樣進(jìn)行淬火處理，使其保留下凝固組織，來(lái)研究B對(duì)A....

圖1.2Fe-0.18wt.%C合金在冷速為(a,b)10K/min和(c,d)100K/min條件下發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變的形貌演化

第一章緒論C擴(kuò)散控制的；(2)Lγ的生長(zhǎng)速度比γ的生長(zhǎng)速度慢；(3)γ相中的C濃性分布[10,36]。研究者們對(duì)Fe-C合金連續(xù)冷卻的包晶轉(zhuǎn)變過(guò)程也做了一些實(shí)驗(yàn)研究[49,50]。[50]基于HTLSCM的原位觀察發(fā)現(xiàn)，在較低的冷速(10K/m....

圖1.3不同含量的P和Sr對(duì)Al-7wt.%Si合金凝固組織演化的影響對(duì)比

圖1.3不同含量的P和Sr對(duì)Al-7wt.%Si合金凝固組織演化的影響對(duì)比[4]1.3.2包晶凝固組織的相場(chǎng)模擬學(xué)者們采用MPF模型來(lái)模擬研究包晶反應(yīng)和包晶轉(zhuǎn)變過(guò)程[50,61-63]。Phelan等[50]提出了一個(gè)Fe-C合金在大的冷卻速度下發(fā)生....

圖1.5不同尖端速度下γ相小片生長(zhǎng)形貌的實(shí)驗(yàn)與模擬對(duì)比：(a)實(shí)驗(yàn)，Vtip=36μm/s；(b)PF模擬，Vtip=36.5μm/s，ΔT=0.85K；(c)實(shí)驗(yàn)，Vtip=510μm/s；(d)PF模擬，Vtip=521μm/s，ΔT=3.17K[69]

長(zhǎng)速度的增加，γ相的厚度減小。圖1.5b和d中的數(shù)字表示該位置的溶質(zhì)濃度，從以看到，在大的過(guò)冷度和高的尖端生長(zhǎng)速度條件下，γ相小片厚度方向的濃度梯度大，因此γ相厚度方向的生長(zhǎng)速度也較快。圖1.4包晶轉(zhuǎn)變的拋物線速率常數(shù)與保溫溫度關(guān)系的模擬與實(shí)驗(yàn)對(duì)比[67]10....

本文編號(hào)：4028578