金属学报  2004, Vol. 40 Issue (1): 31-35

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金属过冷熔体等轴枝晶生长的相场方法研究

李新中;郭景杰 ;苏彦庆

哈尔滨工业大学材料科学与工程学院

Research Of The Equaxied Dendritic Growth In The Undercooled Melt Of The Pure Metal By Phase--Field Method

LI Xinzhong; GUO Jingjie; SU Yanqing; JIA Jun

李新中; 郭景杰; 苏彦庆 . 金属过冷熔体等轴枝晶生长的相场方法研究[J]. 金属学报, 2004, 40(1): 31-35 .
, , , . Research Of The Equaxied Dendritic Growth In The Undercooled Melt Of The Pure Metal By Phase--Field Method[J]. Acta Metall Sin, 2004, 40(1): 31-35 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(198 KB)   摘要: 在纯物质相场模型中, 采用计算效率较高的邻界面点相场大梯度计算域控制法,模拟了纯金属在无量纲过冷度为0.55熔体中等轴枝晶的生长演化过程, 得到与实验观察相符合的等轴枝晶生长规律, 通过加入形式较简单的热扰动, 产生了明显的二次枝晶臂, 有的二次枝晶臂上还出现了三次枝晶臂. 同时计算了枝晶晶轴尖端的无量纲生长速度和曲率半径,并求出Peclet数. 计算结果与微观可求解理论和Ivantsov理论吻合良好. 关键词 ： 相场,  模拟,  金属熔体     Abstract：A new way to improve computational efficiency of phase field is used to simulate the evolution of the equiaxed dendritic growth morphology in pure metal melt with initial dimensionless supercooling of 0.55. Much information about equiaxed dendritic growth has been got, which is in good agreement with experimental observation. The births of second arms and third arms have been simulated successfully by adding appropriate thermal noise. Furthermore, the dimensionless velocity and radius of the equiaxed dendritic axis' tip, and the Peclet number are computed, and the computational results by phase--field method are in good agreement with the ones by the microsolvability theory and the Ivantsov theory. Key words： Department of Materials Science and Engineering    Harbin Institute of Technology 收稿日期: 2003-01-23      ZTFLH:  TG111   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 李新中 郭景杰 苏彦庆 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2004/V40/I1/31 [1] Chen W C, Chien L C. J Synthetic Cryst, 2002; 31:245(陈万春,简来成.人工晶体学报.2002;31:245) [2] Wheeler A A, Murray B T, Schaefer R J. Physica, 1993; 66D: 243 [3] Wang S L, Sekerka R F, Wheeler A A, Murray B T, Coriell S R, Rraun R J, McFadden G B. Physica, 1993; 69D: 189 [4] Warren J A, Boettinger W I. Acta Metal Mater, 1995; 43: 689 [5] McCarthy J F. Acta Mater, 1997; 45:4077 [6] Wheeler A A, Boettinger W J, McFadden G B. Phys Rev, 1992; 47E: 1893 [7] Kobayashi R. Physica, 1993; 63D: 410 [8] Karma A, Rappel W-J. Phys Rev, 1997; 57E: 4323 [9] Beckermann C, Diepers H J, Steinbach I, Karma A, Tong X. J Computat Phys, 1999; 154 [10] Karma A, Rappel W J. Phys Rev, 1999; 60E: 3614 [11] Provatas N, Goldendeld N, Jonathan D. Phys Rev Lett, 1998; 80:3308 [12] Zhao D P, Jing T. Acta Metall Sin, 2002; 38:1238(赵代平,荆涛.金属学报,2002;12:1238) [13] Tong X, Beckermann C, Karma A. Weld Adv Solidific Processes. 1998:613 [14] Ivantsov G P, Dokl. Akada Nank USSR, 1974; 58:567 [15] Karma A, Rappel W J. Phys Rev, 1996; 53E: 3017 [16] Glicksman. Metal Mater Sci Eng, 1984; 65:45 [17] Hu H Q. Principle of Metal Solidification. Beijing: Machinery Press, 2000:127(胡汉起.金属凝固原理.北京:机械工业出版社.2000:127)h [1] 陈佳, 郭敏, 杨敏, 刘林, 张军. 新型钴基高温合金中W元素对蠕变组织和性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1209-1220. [2] 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. [3] 张海峰, 闫海乐, 方烽, 贾楠. FeMnCoCrNi高熵合金双晶微柱变形机制的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1051-1064. [4] 张禄, 余志伟, 张磊成, 江荣, 宋迎东. GH4169高温合金热机械疲劳循环损伤机理及数值模拟[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 871-883. [5] 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. [6] 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. [7] 陈凯旋, 李宗烜, 王自东, Demange Gilles, 陈晓华, 张佳伟, 吴雪华, Zapolsky Helena. Cu-2.0Fe合金等温处理过程中富Fe析出相的形态演变[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1665-1674. [8] 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. [9] 戚晓勇, 柳文波, 何宗倍, 王一帆, 恽迪. UN核燃料烧结致密化过程的相场模拟[J]. 金属学报, 2023, 59(11): 1513-1522. [10] 李赛, 杨泽南, 张弛, 杨志刚. 珠光体-奥氏体相变中扩散通道的相场法研究[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1376-1388. [11] 王孟, 杨永强, Trofimov Vyacheslav, 宋长辉, 周瀚翔, 王迪. 粉末粒径对AlSi10Mg合金选区激光熔化成形的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(1): 147-156. [12] 高建宝, 李志诚, 刘佳, 张金良, 宋波, 张利军. 计算辅助高性能增材制造铝合金开发的研究现状与展望[J]. 金属学报, 2023, 59(1): 87-105. [13] 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. [14] 李彦强, 赵九洲, 江鸿翔, 何杰. Pb-Al合金定向凝固组织形成过程[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 1072-1082. [15] 刘续希, 柳文波, 李博岩, 贺新福, 杨朝曦, 恽迪. 辐照条件下Fe-Cu合金中富Cu析出相的临界形核尺寸和最小能量路径的弦方法计算[J]. 金属学报, 2022, 58(7): 943-955. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed