FE-C合金枝晶生長過程的相場法模擬研究.pdf

1、枝晶作為金屬晶體中的最基本結(jié)構(gòu)，枝晶的生長過程對于金屬鑄件凝固組織的形成具有決定性作用。微觀組織數(shù)值模擬作為一個新興科學(xué)，由于其在金屬枝晶生長及鑄件成形過程模擬上擁有的獨特優(yōu)勢而備受關(guān)注，它不僅能夠有效地補(bǔ)充、完善金屬凝固理論，而且能夠指導(dǎo)實際生產(chǎn)從而降低工藝改進(jìn)的成本。本文利用改進(jìn)的相場模型對Fe-C合金進(jìn)行了以下幾個方面的研究。
　　(1)利用改進(jìn)的相場模型進(jìn)行了枝晶生長過程的三維模擬。在相場理論的基礎(chǔ)上，研究了相場模型參數(shù)（

2、包括界面厚度、弛豫時間等）對于枝晶生長過程及最終形貌的影響，并確定合適的相場模型參數(shù)。
　　(2)對等軸枝晶生長過程中枝晶尖端參數(shù)進(jìn)行了分析，模擬結(jié)果與現(xiàn)有枝晶生長理論以及實驗結(jié)果相一致。同時通過控制枝晶尖端過飽和度實現(xiàn)了成分過冷對枝晶尖端參數(shù)影響的定量化分析研究。
　　(3)對等溫凝固過程中等軸枝晶的生長過程進(jìn)行三維模擬。利用耦合界面能各向異性的相場模型，研究了界面能各向異性對于枝晶生長過程的影響，并成功地模擬出Fe-C合