自然对流作用下Al−Si合金凝固过程的组织演变模拟

• 作者: 王震宏 张立同 苏斌 张小鹏
• 来源期刊: 中国有色金属学报（英文版）
• 关键词: 铝硅合金 凝固组织 自然对流 相场模拟
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程|Materials Science and Engineering
• 页码范围: 79-90
• 页数: 12页
• 语种: 英文
• DOI: 10.1016/S1003-6326(21)65779-5

摘要

通过实验观察Al?Si合金的凝固组织,测量枝晶组织的二次枝晶臂间距,并分析温度对凝固组织的影响.在相场模型中引入重力引起的自然对流以预测实验条件下Al?Si合金凝固组织的演变.模拟结果与实验结果吻合良好,验证了本文中提出的模拟方法的可靠性.基于本文的耦合模型,开展一系列不同溶质含量合金柱状晶和等轴晶组织生长的二维和三维模拟,发现合金中溶质含量对凝固组织的演变几乎没有影响,而溶质膨胀系数对枝晶尖端移动速度有显著影响.本文中采用的算法极大地加快计算效率,因此,大规模的数值模拟使难以直接通过同步辐射实验观察的Al?Si合金凝固组织演变过程的研究成为可能.