过冷熔体中非等温凝固枝晶生长相场法模拟

基于二元合金相场模型,建立了耦合溶质场和温度场的相场模型.采用有限差分法对控制方程进行了数值求解,模拟了Al-Cu二元合金非等温凝固时枝晶生长过程,研究了过冷度对等轴枝晶生长行为的影响.结果表明:过冷度越大,枝晶的侧向越发达,甚至三次枝晶出现,枝晶尖端生长速度越大,计算范围内温差越大.     

元胞自动机方法模拟微观组织演变的建模框架

基于元胞自动机模型的框架特性，构建了基于扩展的元胞自动机的模型框架MicrosCA。该模型不是针对某一具体应用的实际模型，而是一个通用的模型框架，阐述了构建微观组织模拟元胞自动机模型的主要思想、微观模型与其它模型间的集成。在此基础上，可以针对不同应用问题，对其进行适当细化和具体化，以适合各种组织演变问题的分析研究。     

转动输送管制浆工艺参数对A356合金半固态组织的影响

利用开发的低转速输送管控制浇注工艺制备了A356合金半固态组织,从不同浇注温度、不同转动速度下晶核的来源和不同结晶器冷却强度下游离晶演变的2个角度,结合凝固微观组织模拟技术分析了非枝晶组织的形成与演变规律.结果表明:适当的低温浇注和输送管转速可极大地提高有效形核数目,降低熔体的冷却强度有利于初生相呈球形生长;晶粒周围溶质扩散层的叠加影响着液/固界面处引起界面失稳的浓度梯度,进而影响初生相的生长形态.     

基于宏微观耦合三维模型的铝合金凝固模拟

采用一种宏微观耦合模型对铝合金的凝固情况进行了模拟。该模型结合了元胞自动机法与有限差分法,与传统的元胞自动机模型不同,该模型不仅考虑了温度场扩散而且考虑了固-液相中的溶质扩散、曲率过冷等因素。枝晶尖端生长速度与局部过冷度的关系采用KGT(Kurz-Giovanola-Trivedi)模型,温度场和浓度场计算采用有限差分法。模型中采用大小两套网格分别进行宏观温度场和微观组织演变的计算,极大地提高了计算效率。利用该模型模拟了铝合金微观多晶生长,以及铝合金在金属模具中的凝固情况,获得了3种不同浇注温度下典型的柱状晶向等轴晶转变的三维图形。     

Low superheat pouring with a Shear Field in rheocasting of aluminum alloys

A new rheocasting process, Low Superheat Pouring with a Shear Field （LSPSF）, was developed to produce semi-solid slurry for the rheo-forming process. The LSPSF process is one of controlled nucleation and limited growth techniques in which effective nucleation rate is controlled by passive mixing and localized rapid cooling near the liquidus temperature; dendrite growth is limited by a much slower cooling process. The experimental results of rheocast Al-Cu alloy 201 and secondary diecasting alloy A380 demonstrate that LSPSF process is capable of producing high-quality slurry in a matter of seconds. It is concluded that maximizing nucleation and nuclei survival directly lead to the grain refinement of the rheocasting microstructure, and high nuclei density combined with a slower cooling afterwards leads to a globular structure of primary phases.     

半固态A356铝合金流变挤压铸造工艺

将剪切低温浇注式半固态流变制浆方法(LSPSF)与直接挤压铸造工艺相衔接,开发了一种浆料制备与零件成形相分离的流变成形系统;在YB32-300型四柱万能液压机上成功进行了铝合金弹壳体(深筒薄壁件)流变挤压铸造试验,并研究了成形件不同部位的显微组织.结果表明,新开发流变成形系统可以解决定量浇注与浆料输送问题,获得表面品质优异的成形件,且工艺流程简单,浆料成形性能良好.由于所受压力分布不均匀,成形件内部不同部位的显微组织存在差距.在零件的横断面,中部固相近球形颗粒数目增多,靠近零件内表面边缘的固相近球形颗粒数目减少,树枝晶数量明显增多.而底部显微组织与半固态浆料成形前的显微组织基本一样.     

半固态等温处理对Cu-Ca合金组织的影响

通过对比Cu-Ca合金铸态组织,研究了半固态等温处理主要工艺参数对半固态Cu-Ca合金组织的影响,得出了其半固态组织的演变规律。结果表明,在半固态等温处理工艺参数中,影响组织的主要参数为等温温度和保温时间。在一定选择范围内,随着等温温度的升高和保温时间的延长,组织将发生由树枝晶组织到非枝晶组织的一系列转变。研究发现,保温温度为957～967℃,等温时间为45～60min时,合金的球化效果最好,圆整度最高。     

高强铝合金流变成形的研究现状与展望

高强铝合金是流变成形实现"以铸代锻"的关键材料,流变成形是高强铝合金实现复杂结构件近净成形的有效途径。高强铝合金流变成形存在2个主要矛盾:一是成形件的强度和塑性之间的矛盾;二是合金的成形工艺性能与热处理强化能力之间的矛盾。从半固态浆料制备、专用合金成分设计以及特征微结构调控等三方面探讨了高强铝合金流变成形存在的关键问题。     

LSPSF流变铸造工艺及其应用

以铝合金流变成形应用基础研究为着眼点,主要介绍了南昌大学近几年在半固态浆料快速制备、半固态组织形成机理、半固态浆料直接成形技术及成形件的热处理强化等3个方面的工作,以推动流变成形技术在我国工业中的应用。     

一种基于OpenGL的三维元胞自动机模型

本文以Visual C＋＋为编译平台,运用OpenGL图形函数库建立了一种三维元胞自动机模型。该模型具备了经典元胞自动机的基本特征,因此可以根据需要进行扩展。文中运用该模型进行了简化的枝晶生长模拟,并与二维的模拟结果进行比较,验证了该模型的正确性。