TNT熔铸炸药内部结晶组织的数值模拟

• 作者: 刘胜 刘雨荻 张亨 张晓东 曹红松 谢峰
• 来源期刊: 含能材料
• 关键词: 熔铸炸药 数值模拟 元胞自动机(CA) 结晶组织
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: TJ55； TG244
• 页码范围: 363-370
• 页数: 8页
• 语种: 中文

摘要

为了探究熔铸炸药内部的微观结晶组织形貌，提高炸药柱的成型质量，采用ProCAST铸造模拟软件中的CA?FE模块对TNT熔铸炸药内部结晶组织进行了数值模拟。利用CA?FE模块中的元胞自动机，预测了不同工艺条件与TNT形核参数下药柱内部晶粒的形貌和尺寸，并通过调整熔体的形核过冷度、浇注温度和冷却速度，得出了晶粒细化工艺改进措施。结果表明:随着熔体的体形核过冷度的减小，药柱内的等轴晶区逐渐增大，晶粒平均尺寸由715.5 μm减小到458.5 μm；随着熔体的面形核过冷度减小，药柱内部晶粒形貌没有明显变化，平均尺寸由715.5 μm增加到719.2 μm；随着熔体浇注温度的降低，药柱内部等轴晶区逐渐增大，晶粒平均尺寸由1114.5 μm减小到729.2 μm；随着冷却速度的降低，药柱内部中心等轴晶区逐渐扩大，外层等轴晶区逐渐消失，晶粒平均尺寸由719.4 μm增大到1149.1 μm。工艺改进后，药柱内全部由细密等轴晶组成，晶粒平均尺寸为516.9 μm，尺寸分布较为集中，药柱内部微观质量有较大改善。