Cu-Cr系合金宏觀偏析過程的數(shù)值模擬.pdf

1、Cu-Cr系合金是一類擁有良好綜合性能的結構功能一體化材料，當?shù)诙鄰浬⒎植加诨w中時，可使銅合金在獲得高強度的同時保持了較好的導電性能。由于合金凝固時存在液-固相變過程，液相Cu易富集于底部，而密度較低的Cr相易于上浮揮發(fā)，極易產生偏析現(xiàn)象，惡化其功能特性。本文基于歐拉數(shù)值模擬和流體技術，通過數(shù)值模擬研究了Cu-Cr系合金中第二相在凝固過程中的偏析行為、溫度場以及第三相對合金偏析模式產生的影響，取得如下研究結果。
　?。?）研究

2、了Cu-Cr6.5％合金凝固過程中Cr在基體中的擴散分布面積隨時間和位置的變化規(guī)律，結果表明：凝固初期Cr相比較均勻的分散在合金基體中，Cr相熔點較高，先發(fā)生側向凝固，形成糊狀區(qū)；凝固后期基體頂部的Cr會大量聚集，形成頂部偏析，側向凝固Cr相的形成壁面偏析，對壁面溫度場的分布產生影響。
　?。?）分析了合金凝固過程中壁面溶質濃度的變化和柱狀晶生長形態(tài)，結果表明：液相合金向下流動方向與柱狀晶生長方向基本一致，這種流動模式也影響了熔體

3、的組成；隨著柱狀晶體生長，溶質逐漸向內部富集；凝固后期，當糊狀區(qū)溶質濃度達到一定程度時，在紊流和重力作用下，柱狀晶尖端斷裂，成為等軸晶的形核中心。
　?。?）研究了通道偏析的形成規(guī)律，結果表明：Cu-Cr通道偏析模型的形成，受到Mo相尺寸和數(shù)量的影響。當粒子的大小范圍5~25μm形成粒子聚集成團，最終形成通道偏析；當粒子尺寸小于5μm或大于25μm時，顆粒在糊狀區(qū)之間的相互作用并不會持續(xù)太長時間，因此并不能引起通道偏析。