金属学报  2007, Vol. 43 Issue (7): 731-738

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基于一种改进CA模型的微观组织模拟

于 靖 许庆彦 崔 锴 柳百成

清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室

Numerical Simulation of Microstructure Evolution Based on a Modified Ca Method

YU Jing; XU Qingyan; CUI Kai; LIU Baicheng

Key Laboratory for Advanced Materials Processing Technology; Ministry of Education; Department of Mechanical Engineering; Tsinghua University

于靖; 许庆彦; 崔锴; 柳百成 . 基于一种改进CA模型的微观组织模拟[J]. 金属学报, 2007, 43(7): 731-738 .
, , , . Numerical Simulation of Microstructure Evolution Based on a Modified Ca Method[J]. Acta Metall Sin, 2007, 43(7): 731-738 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(987 KB)   摘要: 基于热传输、溶质传输等基本传输过程及晶粒生长物理过程，建立了单相合金凝固过程微观组织及枝晶形貌演化的三维数学模型，并提出了新的生长模型和新的单元捕获规则，新规则在三维立方有限差分单元的基础上保证了晶粒在各个随机的优先生长方向生长时的枝晶连续性，并较好的在三维立方网格中体现出了晶粒形貌。此外，模型中考虑了成分过冷、曲率过冷和晶粒随机各向异性生长等重要因素。数值模拟结果表明，所建数学模型能够合理描述晶粒沿任意角度生长的过程，温度场、溶质场和微观组织形貌的模拟计算结果合理。多晶核定向生长模拟结果表明，多晶核定向竞争生长达到稳定状态时，枝晶间的一次枝晶臂间距与初始形核数目无关。本文所建立的模型和晶粒捕获规则适用于进一步定向凝固微观组织演化的研究。 关键词 ： 微观组织,  数值模拟,  单相合金,  枝晶     Key words： microstructure    numerical simulation    single phase alloy    dendrite alloy 收稿日期: 2006-10-30      ZTFLH:  TB115   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 于靖 许庆彦 崔锴 柳百成 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2007/V43/I7/731 [1]Flemings M C,Cahn R W.Acta Mater,2000;48:371 [2]Liu B C,Shen H F,Li W Z.J Mater Sci Technol,1995; 11:313 [3]Xu Q Y,Liu B C.Mater Trans,2001;42:2316 [4]Oldfield W.ASM Trans Q,1966;59:945 [5]Gandin C A,Charbon C,Rappaz M.ISIJ Int,1995;35: 651 [6]Sahm P R.In:Kim C W ed,Numerical Simulation of Casting Soldification in Automotive Applications.War- rendale,PA:TMS,1991:45 [7]Kobayashi R.Physica,1993;63D:410 [8]Karma A,Rappel W J.J Cryst Growth,1997;174:54 [9]Lobkovsky A E,Warren J A.J Cryst Growth,2001;225: 282 [10]Nastac L.Acta Mater,1999;47:4253 [11]Zhu M F,Hong C P.ISIJ Int,2001;41:436 [12]Zhu M F,Chen J,Sun G X.Acta Metall Sin,2005;41: 583 (朱鸣芳,陈晋,孙国雄．金属学报,2005;41:583) [13]Wang W,Lee P D,McLean M.Acta Mater,2003;51: 2971 [14]Liang Z J,Xu Q Y,Li J R,Yuan H L,Liu S Z,Liu B C Acta Metall Sin,2004;40:439 (梁作俭,许庆彦,李嘉荣,袁海龙,刘世忠,柳百成．金属学报,2004;40:439) [15]Rappaz M,Gandin C A.Acta Metall Mater,1993;41:345 [1] 毕中南, 秦海龙, 刘沛, 史松宜, 谢锦丽, 张继. 高温合金锻件残余应力量化表征及控制技术研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1144-1158. [2] 陈礼清, 李兴, 赵阳, 王帅, 冯阳. 结构功能一体化高锰减振钢研究发展概况[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1015-1026. [3] 刘兴军, 魏振帮, 卢勇, 韩佳甲, 施荣沛, 王翠萍. 新型钴基与Nb-Si基高温合金扩散动力学研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 969-985. [4] 冯艾寒, 陈强, 王剑, 王皞, 曲寿江, 陈道伦. 低密度Ti2AlNb基合金热轧板微观组织的热稳定性[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 777-786. [5] 王长胜, 付华栋, 张洪涛, 谢建新. 冷轧变形对高性能Cu-Ni-Si合金组织性能与析出行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 585-598. [6] 李民, 王继杰, 李昊泽, 邢炜伟, 刘德壮, 李奥迪, 马颖澈. Y对无取向6.5%Si钢凝固组织、中温压缩变形和软化机制的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(3): 399-412. [7] 唐伟能, 莫宁, 侯娟. 增材制造镁合金技术现状与研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(2): 205-225. [8] 王虎, 赵琳, 彭云, 蔡啸涛, 田志凌. 激光熔化沉积TiB2 增强TiAl基合金涂层的组织及力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(2): 226-236. [9] 王重阳, 韩世伟, 谢峰, 胡龙, 邓德安. 固态相变和软化效应对超高强钢焊接残余应力的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1613-1623. [10] 张开元, 董文超, 赵栋, 李世键, 陆善平. 固态相变对Fe-Co-Ni超高强度钢长臂梁构件焊接-淬火过程应力和变形的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1633-1643. [11] 周小宾, 赵占山, 汪万行, 徐建国, 岳强. 渣-金界面气泡夹带行为数值物理模拟[J]. 金属学报, 2023, 59(11): 1523-1532. [12] 李会朝, 王彩妹, 张华, 张建军, 何鹏, 邵明皓, 朱晓腾, 傅一钦. 搅拌摩擦增材制造技术研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(1): 106-124. [13] 卢海飞, 吕继铭, 罗开玉, 鲁金忠. 激光热力交互增材制造Ti6Al4V合金的组织及力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(1): 125-135. [14] 夏大海, 邓成满, 陈子光, 李天书, 胡文彬. 金属材料局部腐蚀损伤过程的近场动力学模拟：进展与挑战[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1093-1107. [15] 高栋, 周宇, 于泽, 桑宝光. 液氮温度下纯Ti动态塑性变形中的孪晶变体选择[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1141-1149. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed