鑄造鎂合金微觀組織數(shù)值模擬.pdf

1、建立了一個模擬凝固鎂合金(AZ91)微觀組織形成的隨機性模型，基于有限元法進行宏觀熱傳導(dǎo)計算，并采用改進的元胞自動機法進行微觀范圍的形核、晶體生長和溶質(zhì)擴散計算。在計算模型中忽略固相中的溶質(zhì)擴散作用和液體中的對流現(xiàn)象，將熔體中的液相視為完全混合。這種改進的元胞自動機模型考慮了溶質(zhì)再分配和生長各向異性的作用，因此能夠獲得比傳統(tǒng)的元胞自動機模型更好的計算結(jié)果。 本文中的元胞自動機模型綜合考慮了凝固過程中的形核與枝晶生長動力學(xué)，使非均

2、質(zhì)形核發(fā)生在預(yù)先設(shè)定的鑄型型壁和鑄件上的微觀形核胞元上，且具有任意的晶向。此外，為忽略連續(xù)形核過程中由于采用確定性胞元鄰位配置對微觀組織形貌產(chǎn)生的影響，本文應(yīng)用了一種新的概率性鄰位配置。根據(jù)枝晶生長動力學(xué)使用KGT模型計算枝晶尖端生長速度與熔體中當(dāng)前過冷度間的關(guān)系。在每個時間步內(nèi)，將正在生長的微觀胞元所釋放的結(jié)晶潛熱反饋回包含這些胞元的有限單元中，為進行下一步宏觀溫度場的計算做準(zhǔn)備。 本文中所建立的CA-FEM模型能夠用來計算凝