基于改进元胞自动机模型的三元合金枝晶生长的数值模拟

摘要：

在二元合金元胞自动机模型的基础上，通过耦合多元合金热力学相平衡求解器PanEngine，建立了三元合金改进的元胞自动机模型，可模拟初生相枝晶的生长过程．模型考虑了曲率过冷和成分过冷对界面平衡溶质成分的影响，通过不同组元的无量纲溶质过饱和度方程和界面溶质守恒方程之间的耦合来求解界面生长速率，并通过PanEngine计算界面处的液相线温度．采用本模型模拟了A1—7％Si-χMg三元合金自由枝晶的生长形态，结果表明Mg含量的增加会抑制枝晶一次臂的生长和二次臂的产生．同时模拟了不同抽拉速度下A1-7％Si-0．5％Mg合金柱状枝晶的竞争生长过程，随着抽拉速度的增大，柱状枝晶一次枝晶臂间距逐渐减小，与Hunt理论模型符合较好．

关键词：改进的元胞自动机、三元合金、枝晶生长

所属期刊栏目：61

分类号：TG111.4(金属学与热处理)

资助基金：国家重点基础研究发展计划2005CB724105和2011CB706801;国家自然科学基金10477010和51171089;国家高技术研究发展计划2007AA042141;国家科技重大专项2009ZX04006-041-04和2011ZX04014-052资助的课题

在线出版日期：2012-07-20（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：455-462