定向凝固ZA35合金組織模擬和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、鋅鋁合金具有較高的強(qiáng)度和硬度、良好的耐磨性能，工業(yè)上現(xiàn)已有部分鋅鋁合金制作軸承、軸瓦等耐磨材料來替代傳統(tǒng)銅合金。然而由于鋅鋁合金的結(jié)晶溫度范圍較寬，常規(guī)鑄造條件下存在偏析嚴(yán)重、底縮等缺陷，運(yùn)用定向凝固技術(shù)可獲得優(yōu)良柱狀單晶或多晶組織，能有效改善鋅鋁合金的力學(xué)和物理性能。
　　微觀組織數(shù)值模擬技術(shù)能在晶粒尺度上對(duì)溶質(zhì)分部、晶體形貌、晶粒形核，長大等過程予以模擬研究，進(jìn)而預(yù)測晶粒微觀組織的特征。本文采用元胞自動(dòng)機(jī)模型(Cellular

2、Automata)與有限元方法（Finite element method）耦合起來建立的宏觀-微觀計(jì)算的CAFE方法對(duì)ZA35合金定向凝固過程進(jìn)行了微觀組織模擬。
　　本文建立了定向凝固下柱狀晶向等軸晶轉(zhuǎn)化模型，并通過提高熔煉溫度，使固液界面前沿液相處于過熱狀態(tài)，有效抑制了等軸晶的形成，促進(jìn)了柱狀晶的生長，熔煉溫度過高會(huì)導(dǎo)致羽毛狀組織的形成。探討了模擬過程中鑄件凝固端傳熱系數(shù)不同，及抽拉速率不同對(duì)定向凝固組織的影響。模擬結(jié)果表明