金属学报
金屬學報
금속학보
ACTA METALLURGICA SINICA
2008年
10期
1175-1182
,共8页
戴挺%朱鸣芳%陈双林%曹伟生%洪俊杓
戴挺%硃鳴芳%陳雙林%曹偉生%洪俊杓
대정%주명방%진쌍림%조위생%홍준표
数值模拟%元胞自动机%PanEngine%枝晶生长%微观偏析%铝基四元合金
數值模擬%元胞自動機%PanEngine%枝晶生長%微觀偏析%鋁基四元閤金
수치모의%원포자동궤%PanEngine%지정생장%미관편석%려기사원합금
建立了基于元胞自动机(CA)和热力学相平衡计算引擎(PanEngine)的二维耦合模型,并应用于铝基四元合金枝晶组织和微观偏析的数值模拟.在该耦合模型中,采用CA方法模拟枝晶组织的演变.以固/液界面的平衡液相线温度和实际温度的差值作为枝晶生长的驱动力,同时考虑了固/液界面曲率的Gibbs-Thomson效应.通过求解溶质传输方程获得固/液界面处三种溶质的液相成分,耦合PanEngine获得固/液界面处的平衡液相线温度及三种溶质的平衡固相成分,为提高计算效率,采用预制数据表格的优化策略将CA与PanEngine进行耦合.将Al-4.5Cu-0.5Mg-1Si(质量分数,%)四元合金凝固时的固相分数随温度的变化以及固相分数和固相成分分布关系的模拟结果与Scheil模型和平衡凝固模型的预测结果进行了对比,结果表明,该模型不仅可应用于模拟多元合金中的枝晶生长形貌,而且能对铝基四元合金系凝固的微观偏析进行定量预测.
建立瞭基于元胞自動機(CA)和熱力學相平衡計算引擎(PanEngine)的二維耦閤模型,併應用于鋁基四元閤金枝晶組織和微觀偏析的數值模擬.在該耦閤模型中,採用CA方法模擬枝晶組織的縯變.以固/液界麵的平衡液相線溫度和實際溫度的差值作為枝晶生長的驅動力,同時攷慮瞭固/液界麵麯率的Gibbs-Thomson效應.通過求解溶質傳輸方程穫得固/液界麵處三種溶質的液相成分,耦閤PanEngine穫得固/液界麵處的平衡液相線溫度及三種溶質的平衡固相成分,為提高計算效率,採用預製數據錶格的優化策略將CA與PanEngine進行耦閤.將Al-4.5Cu-0.5Mg-1Si(質量分數,%)四元閤金凝固時的固相分數隨溫度的變化以及固相分數和固相成分分佈關繫的模擬結果與Scheil模型和平衡凝固模型的預測結果進行瞭對比,結果錶明,該模型不僅可應用于模擬多元閤金中的枝晶生長形貌,而且能對鋁基四元閤金繫凝固的微觀偏析進行定量預測.
건립료기우원포자동궤(CA)화열역학상평형계산인경(PanEngine)적이유우합모형,병응용우려기사원합금지정조직화미관편석적수치모의.재해우합모형중,채용CA방법모의지정조직적연변.이고/액계면적평형액상선온도화실제온도적차치작위지정생장적구동력,동시고필료고/액계면곡솔적Gibbs-Thomson효응.통과구해용질전수방정획득고/액계면처삼충용질적액상성분,우합PanEngine획득고/액계면처적평형액상선온도급삼충용질적평형고상성분,위제고계산효솔,채용예제수거표격적우화책략장CA여PanEngine진행우합.장Al-4.5Cu-0.5Mg-1Si(질량분수,%)사원합금응고시적고상분수수온도적변화이급고상분수화고상성분분포관계적모의결과여Scheil모형화평형응고모형적예측결과진행료대비,결과표명,해모형불부가응용우모의다원합금중적지정생장형모,이차능대려기사원합금계응고적미관편석진행정량예측.
