對流作用下鎂合金凝固組織演變的數(shù)值模擬
本文選題:鎂合金 + 枝晶生長; 參考:《中國有色金屬學報》2015年04期
【摘要】:基于改進元胞自動機模型和流場傳輸模型,模擬對流作用下的鎂合金等軸晶和柱狀晶組織演變過程。采用改進元胞自動機模型模擬具有密排六方結構的鎂合金的枝晶生長;采用投影法求解流場傳輸模型耦合質量守恒方程、動量守恒方程和溶質擴散方程。不僅模擬了鎂合金中單枝晶、多枝晶和柱狀晶在對流作用下的生長規(guī)律,還對不同入流速度下枝晶凝固前沿的溶質分布進行定量分析。模擬結果表明:迎流端枝晶生長較快,二次枝晶臂較為發(fā)達;背流端生長緩慢,二次枝晶臂較細小或沒有二次晶臂。對流作用還會改變等軸枝晶擴散層的分布,在背流端擴散層呈拖曳特性。因此,對流作用對鎂合金凝固組織的演變有重要影響。
[Abstract]:Based on the improved cellular automata model and the flow field transport model, the evolution process of equiaxed and columnar grains of magnesium alloy under convection was simulated. The dendritic growth of magnesium alloy with dense hexagonal structure was simulated by the improved cellular automata model, and the coupled mass conservation equation, momentum conservation equation and solute diffusion equation were solved by projection method. The growth law of single dendrite, multi-dendrite and columnar crystal in magnesium alloy under convection was simulated, and the solute distribution of dendritic solidification front at different velocity was analyzed quantitatively. The simulation results show that the secondary dendritic arm grows faster and the secondary dendritic arm grows slowly at the back end, and the secondary dendritic arm is smaller or no secondary dendritic arm. Convection will also change the distribution of equiaxed dendritic diffusion layer, and drag the diffusion layer at the back end. Therefore, convection plays an important role in the evolution of solidified microstructure of magnesium alloys.
【作者單位】: 清華大學材料學院;清華大學汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室;
【基金】:國家自然科學基金資助項目(51275269) 國家科技重大專項(2012ZX04012011) 清華大學自主科研計劃(20121087918)
【分類號】:TG111.4;TG146.22
【參考文獻】
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,本文編號:1987351
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