流場下枝晶生長過程的元胞自動機法模擬.pdf

1、金屬凝固過程中，流體流動強烈地改變了熔體中濃度場和溫度場的分布，進而影響微觀形核、生長過程，從而對金屬的組織和性能產(chǎn)生重要的影響。為了更好地闡明流動對枝晶生長過程的作用規(guī)律，本文開發(fā)了元胞自動機(CA)模型，模型中將流場下枝晶尖端生長模型與可描述流場下非對稱枝晶生長輪廓的偏心生長模型相結(jié)合，模擬了Al-Si二元合金在流場下的枝晶生長規(guī)律。研究表明，流場下枝晶尖端生長動力學(xué)模型體現(xiàn)了枝晶在流場中逆流生長最快的機制。
　　 采用CA

2、模型對固定在熔體壁面上的多晶生長形貌進行了模擬。分析表明，增大流動強度、減小形核密度和過冷度，能促進枝晶偏向于逆流方向生長，進而增大了枝晶生長方向與形核壁面垂直方向的夾角（偏斜角）。其中，流動強度、形核密度、過冷度為影響流場下枝晶生長的內(nèi)在因素，在本研究的參數(shù)取值范圍內(nèi)，流動強度為主控參數(shù)。由模擬得到的枝晶生長偏斜角與流動速度、凝固速率的關(guān)系符合Okano實驗關(guān)聯(lián)式的結(jié)果。
　　 在以上工作的基礎(chǔ)上，開發(fā)出流場中游離晶粒的遷移和