Al-4％Cu凝固过程枝晶生长的数值模拟

摘要：

改进了模拟枝晶生长常用的二维元胞自动机和有限差分(CA-FD)模型,新模型引入扰动函数来控制二、三次枝晶的生长;在枝晶生长过程中,将溶质浓度明确地分为液相溶质浓度和固相溶质浓度两部分;并在溶质再分配与扩散过程中采用八邻位差分以减少网格形状导致溶质扩散的各向异性.模拟了Al-4％Cu二元合金过冷熔体中,单个和多个等轴晶沿不同择优方向生长及单方向和多方向柱状树枝晶竞争生长过程中的枝晶形貌、液相溶质浓度和固相溶质浓度分布情况.模拟结果表明:扰动的引入能够促使枝晶产生分支,并控制二、三次枝晶的生长速率;液/固相溶质计算模型能够准确地模拟出枝晶生长过程中液/固相溶质分布;此外改进后的模型实现了枝晶沿任意方向的竞争生长.

关键词：数值模拟、元胞自动机法、枝晶形貌、溶质浓度

所属期刊栏目：44

分类号：TG292(铸造)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51274162;国家高技术研究发展计划863计划2013AA031303;陕西省教育厅专项科研计划项目14JK1539

在线出版日期：2016-08-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：9-16