金属学报  2007, Vol. 43 Issue (2): 211-216

论文 本期目录 | 过刊浏览 |

Ti44Al合金胞/枝晶转变及其生长过程的数值模拟

王狂飞 李邦盛 米国发 郭景杰 傅恒志

哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 哈尔滨 150001

Numerical simulaton of cellular/dendritic transition and its growth during unidirectional solidificationin of Ti–Al alloy

Wang Kuangfei;

哈尔滨工业大学河南理工大学

王狂飞; 李邦盛; 米国发; 郭景杰; 傅恒志 . Ti44Al合金胞/枝晶转变及其生长过程的数值模拟[J]. 金属学报, 2007, 43(2): 211-216 .
, , , , . Numerical simulaton of cellular/dendritic transition and its growth during unidirectional solidificationin of Ti–Al alloy[J]. Acta Metall Sin, 2007, 43(2): 211-216 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(310 KB)   摘要: 利用溶质扩散控制模型对TiAl合金定向凝固初始阶段变速冷却过程中胞/枝晶转变过程进行了数值模拟。模拟结果表明，在胞/枝转变过程中，观察到胞-枝混合生长的柱状枝晶，相邻面无二次枝晶生长。在给定的冷却速率下，枝晶臂间距大于胞晶臂间距，而在过渡区，枝晶间距达到最大。另外，模拟结果也显示，晶核数量对柱状晶间距产生影响，随着植入晶核数量的增加，柱状晶间距非均匀化程度明显减小。出现过渡区的原因与枝晶生长所引起固/液界面前沿成份波动有关。模拟与实验结果吻合较好。 关键词 ： TiAl合金,  胞/枝晶转变,  溶质扩散控制模型     Abstract：Solute diffusion controlled solidification model were applied to simulate the initial stage cellular to dendrite transition of Ti55Al45 alloys during directional solidification at different velocities. The simulation results show，during cellular/dendritic transition , mixed structure zone composed of cells and dendrites was observed ，with two parallel closely spaced dendrites with secondary dendrites absent at the facing surfaces . The dendrite spacing are larger than that of cellular spacing at a given rate, the columnar grain spacing sharply increases to a maximum as solidification advance to coexistence zone. In addition, simulation also revealed the numbers of the seeds also exert an influence on the grain spacing, with increasing the numbers of the seed, the uniform degree of the columnar grain spacing tends to increase. Lastly the main influence factors of affecting cellular/dendritic transition were analyzed, which could be dendrite growth resulting in slight fluctuations of liquid composition occurred at growth front. The simulation results also are in reasonable agreement with experiment observation at low cooling rates. Key words： TiAl alloy    Cell/dendrite transition    Solute diffusion controlled model 收稿日期: 2006-05-08      ZTFLH:  TG27   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 王狂飞 李邦盛 米国发 郭景杰 傅恒志 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2007/V43/I2/211 [1]Lan C W,Chang Y C.J Cryst Growth,2003;250:525 [2]Warren J A,Langer J S.Phys Rev,1990;42A:3518 [3]Kurz W,Fisher J D.Acta Metall,1981;29:12 [4]Lapin J,OndrúL,Nazmy M.Intermetallics,2002;10:1019 [5]Warren J A,Langer J S.Phys Rev,1993;47E:2702 [6]Rappaz M,Gandin C A.Acta Metall Mater,1993;41:345 [7]Nastac L,Stefanescu D M.Mater Sci Eng,1997;54:391 [8]Nastac L.Acta Mater,1999;17:4253 [9]Xu Q Y,Liu B C.J Mech Eng,2001;12:328(许庆彦，柳百成．中国机械工程，2001；12：328) [10]Zhu M F,Chen J,Sun G X,Hong C P.Acta Metall Sin,2005:41:583(朱鸣芳，陈晋，孙国雄，洪俊杓．金属学报，2005；41：583) [11]Li Q,Li D Z,Qian B N.Acta Metall Sin,2004;40:634(李强，李殿中，钱百年．金属学报，2004；40：634) [12]Su Y Q,Liu C,Li X Z,Guo J J,Li B S,Jia J,Fu H Z.Intermetallics,2005;13:270 [13]Wagner A,Shollock B A,McLean M.Mater Sci Eng,2004;A374:270 [14]Mathiesen R H,Arnberg L.Acta Mater,2005;53:950 [15]Johnson D R,Chihara K,Inui H,Yamguch M M.Acta Mater,1998;18:6537 [16]Hunt J D,Lu S Z.Metall Mater Trans,1996;27A:611 [17]Mullins C W,Sekerka R F.J Appl Phys,1964;35:444 [1] 李小兵, 潜坤, 舒磊, 张孟殊, 张金虎, 陈波, 刘奎. W含量对Ti-42Al-5Mn-xW合金相转变行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1401-1410. [2] 刘仁慈, 王鹏, 曹如心, 倪明杰, 刘冬, 崔玉友, 杨锐. 700℃热暴露对 β 凝固 γ-TiAl合金表面组织及形貌的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 1003-1012. [3] 陈玉勇, 叶园, 孙剑飞. TiAl合金板材轧制研究现状[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 965-978. [4] 李天瑞, 刘国怀, 于少霞, 王文娟, 张风奕, 彭全义, 王昭东. 直接包套轧制铸态Ti-46Al-8Nb合金的组织特征及热变形机制[J]. 金属学报, 2020, 56(8): 1091-1102. [5] 刘先锋, 刘冬, 刘仁慈, 崔玉友, 杨锐. Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B合金的包套热挤压组织与拉伸性能[J]. 金属学报, 2020, 56(7): 979-987. [6] 王希,刘仁慈,曹如心,贾清,崔玉友,杨锐. 冷却速率对β凝固γ-TiAl合金硼化物和室温拉伸性能的影响[J]. 金属学报, 2020, 56(2): 203-211. [7] 陈占兴,丁宏升,陈瑞润,郭景杰,傅恒志. 脉冲电流作用下TiAl合金凝固组织演变及形成机理[J]. 金属学报, 2019, 55(5): 611-618. [8] 廖依敏, 丰敏, 陈明辉, 耿哲, 刘阳, 王福会, 朱圣龙. TiAl合金表面搪瓷基复合涂层与多弧离子镀NiCrAlY涂层的抗热腐蚀行为对比研究[J]. 金属学报, 2019, 55(2): 229-237. [9] 金浩, 贾清, 刘荣华, 线全刚, 崔玉友, 徐东生, 杨锐. 籽晶制备及Ti-47Al合金PST晶体取向控制[J]. 金属学报, 2019, 55(12): 1519-1526. [10] 潘宇, 路新, 刘程程, 孙健卓, 佟健博, 徐伟, 曲选辉. Sn对TiAl基合金烧结致密化与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2018, 54(1): 93-99. [11] 李天瑞, 刘国怀, 徐莽, 牛红志, 付天亮, 王昭东, 王国栋. Ti-43Al-4Nb-1.5Mo合金包套锻造与热处理过程的微观组织及高温拉伸性能[J]. 金属学报, 2017, 53(9): 1055-1064. [12] 陈占兴,丁宏升,刘石球,陈瑞润,郭景杰,傅恒志. 直流电流对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织和性能的影响[J]. 金属学报, 2017, 53(5): 583-591. [13] 王刚,徐磊,崔玉友,杨锐. TiAl预合金粉末热等静压致密化机理及热处理对微观组织的影响*[J]. 金属学报, 2016, 52(9): 1079-1088. [14] 杨亮,高叔博,王艳丽,叶腾,宋霖,林均品. Si对高Nb-TiAl合金组织及室温拉伸性能的影响*[J]. 金属学报, 2015, 51(7): 859-865. [15] 周欢, 张铁邦, 吴泽恩, 胡锐, 寇宏超, 李金山. 间隙原子C作用下TiAl合金中析出相的形成及演变规律*[J]. 金属学报, 2014, 50(7): 832-838. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed