Fe-C-P三元合金等溫凝固過(guò)程相場(chǎng)法模擬.pdf

1、大部分的鑄件都是由多元合金材料鑄造而成，其力學(xué)性能的優(yōu)劣和使用壽命的長(zhǎng)短取決于鑄件在凝固過(guò)程中所形成的微觀(guān)組織。用相場(chǎng)方法進(jìn)行多元合金微觀(guān)組織形成過(guò)程的模擬，對(duì)優(yōu)化工藝參數(shù)、提高鑄件質(zhì)量，具有很重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 本文基于KKS二元合金相場(chǎng)模型，發(fā)展得到三元合金相場(chǎng)模型，采用相場(chǎng)和溶質(zhì)場(chǎng)兩場(chǎng)耦合的方法對(duì)Fe-C-P合金凝固過(guò)程中的枝晶生長(zhǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。該模型從自由能入手，考慮了動(dòng)力學(xué)各向異性和表面能各向異性的影響，為了模擬枝

2、晶分枝的產(chǎn)生，在相場(chǎng)方程中加入了熱擾動(dòng)項(xiàng)。采用Visual C++6.0實(shí)現(xiàn)程序的計(jì)算，為了提高計(jì)算效率和節(jié)省計(jì)算時(shí)間，應(yīng)用直接差分去求解兩場(chǎng)方程，實(shí)現(xiàn)宏、微觀(guān)場(chǎng)之間的耦合。計(jì)算出的結(jié)果以．TXT方式輸出，利用Tccplot9.0實(shí)現(xiàn)模擬計(jì)算結(jié)果的可視化，并對(duì)枝晶生長(zhǎng)過(guò)程中相關(guān)的工藝參數(shù)和相場(chǎng)參數(shù)對(duì)其生長(zhǎng)的影響進(jìn)行了深入研究。 通過(guò)模擬，本文研究了各向異性系數(shù)、過(guò)冷度等相場(chǎng)參數(shù)對(duì)枝晶形貌和溶質(zhì)場(chǎng)分布的影響；各向異性系數(shù)和過(guò)冷度對(duì)