CAJ | 학술논문

基于Al-Bi过偏晶合金凝固通过难混溶区阶段产生的液-液相分解及分离的运动行为,采用两相体积平均法,对质量、动量、能量、组分及液滴密度守恒方程进行数值模拟,计算中考虑了形核、扩散长大、Stokes运动及Marangoni运动等多种复杂物理现象的耦合作用,分析了两相运动速度、第二相尺寸分布、第二相体积分数分布以及液滴密度分布对过偏品合金凝固的显微组织演变及宏观偏析的影响.结果表明,过偏晶合金凝固过程中显微组织演化在不同阶段的主要影响凶素不同:凝固初始阶段主要以形核和扩散长大为主;凝固中期和后期第二相迁移运动行为将逐渐占主导作用.凝固过程中,铸件顶角位置首先获得过冷度驱动形核,并以较快的形核速率达到最大形核密度.随着凝固过程不断地进行,第二相小液滴受到的Marangoni力约为Stokes粘滞阻力的两倍,开始由铸件顶角和边缘低温区向中心高温区聚集.凝固时间为1 s时,铸件顶角和边缘第二相小液滴的牛长直径和第二相体积分数大于铸件中心位置,而凝固时间为5和7 s时,第二相小液滴直径随铸件中心距离变化的曲线斜率随凝固过程的进行而逐渐变缓,长大速率逐渐变慢.
기우Al-Bi과편정합금응고통과난혼용구계단산생적액-액상분해급분리적운동행위,채용량상체적평균법,대질량、동량、능량、조분급액적밀도수항방정진행수치모의,계산중고필료형핵、확산장대、Stokes운동급Marangoni운동등다충복잡물리현상적우합작용,분석료량상운동속도、제이상척촌분포、제이상체적분수분포이급액적밀도분포대과편품합금응고적현미조직연변급굉관편석적영향.결과표명,과편정합금응고과정중현미조직연화재불동계단적주요영향흉소불동:응고초시계단주요이형핵화확산장대위주;응고중기화후기제이상천이운동행위장축점점주도작용.응고과정중,주건정각위치수선획득과랭도구동형핵,병이교쾌적형핵속솔체도최대형핵밀도.수착응고과정불단지진행,제이상소액적수도적Marangoni력약위Stokes점체조력적량배,개시유주건정각화변연저온구향중심고온구취집.응고시간위1 s시,주건정각화변연제이상소액적적우장직경화제이상체적분수대우주건중심위치,이응고시간위5화7 s시,제이상소액적직경수주건중심거리변화적곡선사솔수응고과정적진행이축점변완,장대속솔축점변만.