Fe-Pb合金凝固多相体系内偏析形成过程的三维数值模拟

摘要：

基于Eulerian-Eulerian方法和流体体积技术，建立了三维多相流体动力学凝固模型，并将其与质量、动量、溶质和热焓守恒方程相耦合，对Fe-Pb合金侧向凝固过程进行了数值模拟。首先，分析了分布面积二次梯度(?(?SPb))和浓度二次梯度(?(?CPb))对偏析模式的影响，结果表明：液、气两相的流动相变使偏析模式表现为上端X形下端V形， X偏析由气相相变驱动力和多取向相变作用下的“散射”形成； t>tc时，随?(?SPb )和?(?CPb )曲线降低， X偏析的下偏析角增大，上偏析角和V偏析角减小， Pb收得率增大，有利于获得含量稳定弥散的凝固组织。此外，还研究了液、气两相交互流动下通道偏析的形成机理，结果表明：通道偏析仅存在于流动-相变交互作用(ul ·?cl和ug ·?cg)为负值的区域，该区域的流动扰动抑制合金的局部凝固，促进偏析通道生长；流动-相变交互作用负值越小，偏析通道持续增长越稳定。模拟结果与实验结果相符合，验证了模型的准确性。

关键词：多相凝固、X形偏析形成、通道偏析、数值模拟

分类号：TG2;TG1

资助基金：十二五期间国家科技支撑计划项目批准号:2011BAE31B02资助的课题.@@@@Project supported by the National Key Technology R&D Program during the 12th Five-year Plan Period of China Grant 2011BAE31B02

在线出版日期：2014-04-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：076101-1-076101-15