镁基合金自由枝晶生长的相场模拟研究?

• 作者: 段培培 王碧涵 邢辉 郝冠华 金克新 陈志
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 相场模拟 镁基合金 枝晶生长
• 年，卷（期）: 2015,（6）
• 所属期刊栏目: 总论
• 页码范围: 1-10
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.64.060201

摘要

利用定量相场模型,以Mg-0.5 wt.%Al合金为例模拟了基面((0001)面)内镁基合金的等温自由枝晶生长过程.通过研究该合金体系数值模拟的收敛性,获得了最优化值耦合参数λ=5.5及网格宽度?x/W0=0.4,并在该参数下系统研究了各向异性强度和过饱和度对枝晶尖端生长速度、尖端曲率半径、Péclet数及稳定性常数σ?的影响.结果表明,由微观可解性理论得到的稳定性系数σ?与ε6拟合值σ?∝ε1.819056,更接近理想值σ?(ε6)∝ε1.756.此外,当过饱和度?<0.6时,稳定性系数σ?不随ε6的变化而变化,而当?>0.6时,稳定性系数σ?随着ε6的增加而减小.这反映了枝晶的生长由扩散控制向动力学控制的转变.随着过饱和度的增加,枝晶形貌由雪花状枝晶向圆状枝晶转变.