Al-Cu合金等温凝固的相场法模拟

采用相场与浓度场耦合的相场法对Al-Cu二元合金等温凝固中的枝晶长大过程进行了一维数值模拟。在模拟中，研究了搅动及不同的过冷度对枝晶生长形貌的影响，并对相场和浓度场作了对比和分析。在数值计算过程中，利用薄的界面限制条件获得了相关的相场参数，计算采用均匀网格一般显式有限差分法。计算结果显示出与实践经验相一致的各种凝固特征。     

Al—4.5wt—%Cu合金沟槽偏析的数值模拟

在多孔介质的连续介质模型基础上建立了宏观偏析模拟计算的诸方程,采用尝试法计算解决了各个方程中由于未知变量相互制约而引起的非线性问题,结果表明,Al-Cu合金铸锭在低速冷却条件下,存在由自然对流引起的径向回流分量;最终成分分布的计算值与实验值吻合较好,确认了偏析模拟计算的价值。     

凝固路径对Al-4.5%Cu合金显微偏析参数影响的数值模拟

通过对Al-4.5%Cu合金铸锭显微偏析形成的数值模拟,研究了凝固路径对凝固后铸锭不同位置处显微偏析参数的影响.在显微偏析模型中考虑了树枝晶粗化、固相溶质逆扩散、枝晶尖端过冷、随温度变化的溶质扩散系数等影响显微偏析形成的动力学因素.数值方法中采用变网格技术跟踪移动界面,通过迭代求解溶质扩散方程和溶质守恒方程计算显微偏析参数.结果表明,对于Al-Cu合金,固相扩散主要由溶质扩散速率控制,而非局部凝固时间.显微偏析参数不仅取决于局部凝固时间,还要考虑凝固路径的影响.     

U-6%Nb二元合金凝固过程中显微组织与显微偏析的模拟

提出一个改进的计算固相分数的模型,利用该模型及元胞自动机方法根据相图计算将固/液界面区域内固相分数表示为一个一元二次方程,不需假设界面的位置和形状.对U-6%Nb(质量分数)二元合金的凝固组织和显微偏析的模拟结果表明:初始形核部位Nb浓度最高,随着凝固的进行,该部位Nb浓度不断下降;凝固后期晶界区贫Nb,Nb浓度最低可达3%以下.     

难混溶合金凝固过程中宏观偏析形成的数值模拟

基于分离粒子法，建立了一个模拟难混溶合金凝固过程中第二相宏观偏析形成过程的模型．此模型考虑了实际凝固过程中的诸多因素，包括形核，扩散长大，Ostwald熟化，Brownian碰撞以及运动碰撞的影响．对Al-30％In合金的模拟结果与实验结果吻合较好，反映了所建立模型较好的理论预测能力．     

高梯度快速定向凝固下DZ22高温合金的显微偏析

利用超高梯度快速定向凝固装置，对ＤＺ２２合金在快速定向凝固下的枝晶组织和显微偏析进行了研究。实验结果表明：快速定向凝固的一次枝晶间距和二次枝晶间距及冷却速率随凝固速率变化有一极值。在凝固速率８１５μｍ／ｓ时，枝晶间距（λ１，λ２）为最小，而冷却速率为最大。各元素显微偏析程度随冷却速率增大而减小。除Ｈｆ元素外，在最大冷却速率５４℃／ｓ（Ｒ＝８１５μｍ／ｓ）时，其余元素的偏析比均趋于１     

ZA27合金凝固过程数值模拟

针对ZA27合金的凝固特性，建立了两相流凝固模型，用phoenics软件在三维柱坐标系中建模，用有限差分法离散。计算结果与试验结果基本吻合，表明该凝固模型能较好地模拟比重偏析现象。     

钢凝固期间显微偏析的计算机模拟

<正> 显微偏析是大多数金属凝固过程引起的一种重要现象。在过去20年里,许多研究工作者在模拟显微偏析方面获得不同程度的成功。本文给出了结合热与物质交换的凝固的一维分析的新模型。这种模型包括在 Fe-Ni 合金中预先测量的显微偏析值的切步对比,并且该模型最     

相图计算耦合显微偏析数值模拟的宏/微观数值方法

论述了在显微偏析数值模拟研究中宏／微观模型的耦合数值方法和显微偏析模型与相图计算耦合的数值方法。宏／微观模型以潜热的处理为纽带，采用先进的迭代方法进行耦合；与相图的耦合是把与有关相图信息数据通过插值方法读入程序。这些方法为进行显微偏析数值模拟的研究提供了基础。     

微量元素在Ni基合金凝固过程中分配行为的模拟

以多元合金系在凝固过程中组元的液固界面平衡方程,即组元在液固相中的化学位相等为基础建立了一个反映多元系凝固偏析的简易模型,利用它对多元合金系凝固初期的特征进行了定性描述,并对某些微量元素在Ｎｉ基合金凝固过程中的分配行为进行了计算模拟,得到的结果与实验结果较好地相符,从定性说明和计算模拟的角度,方便地确定出对Ｎｉ基合金凝固偏析起决定性作用的微量元素 。     

合金凝固过程的传输模型

通过数学推导，对描述合金凝固过程传输现象的连续介质模型（Bennon和Incropera,1987)，体积平均模型（Beckermann和Viskanta,1988),Porier模型（Poirier等人，1990－1991），以及柱状枝晶凝固模型（Schneider和Beckermann,1995)的质量，动量，能量，溶质守恒议程进行了比较，结果表明，基于各相密度，导热系数，比热容分别相等且为常数，以及渗透率各向同性，液相粘度为常数的假设，各模型的守恒方程均可以推导出相同的简化方程。     

NUMERICAL SIMULATION OF ALLOY SOLIDIFICATION BY A TWO－PHASE MODEL

本文介绍了合金凝固传输过程中的二相流数学模型．该模型描述了固－液界面的传输现象和液相对流对宏观偏析的影响，并考虑了生核过程，热和溶质的过冷效应，及固相颗粒的宏观运动，从而把宏观传输过程和微观结构结合起来．采用该模型，对Ａｌ－４％Ｃｕ等轴晶合金的凝固进行了完整的数值模拟．     

利用短程序改进Al-Cu熔体的热力学模型

将Al-Cu熔体中的缔合物AlCu3以短程序的形式引入置换溶液模型中，提出了一个Redlich—Kister多项式表示的缔合溶液模型，可以直接用于Thermo—Calc相图计算软件，并用这个模型改进了Al一Cu合金体系中液相的热力学描述，计算了Al-Cu熔体混合焓、固相线和平衡分凝因数结果表明，本模型比目前广泛应用的Saunders模型能给出更好的结果，而且适用于Mg-Sn和In—Sb等二元合金体系液相的热力学描述．     

8090Al—Li合金定向凝固界面形态与溶质偏析

本文阐述了定向凝固参数对8090Al-Li合金固液界面形态和溶质偏析行为的影响。结果表明:当下拉速度R<0.13mm/min(温度梯度G_L=130℃/cm)时,可得到平面凝固组织,当R>0.75mm/min(G_L=130℃/cm)时,可获得枝晶组织,且R越大,枝晶越细小。胞晶组织存在范围很窄,元素Cu偏析较严重,杂质元素Fe,Si也有很大偏析,界面形态对溶质偏析行为有显著影响。以粗枝晶凝固时,偏析比较大,凝固组织粗大。     

Mg-9Al合金铸造凝固模型

在热力学基础上建立了Mg-9Al合金的铸造凝固模型。考察了Mg-9Al合金在铸造凝固条件下的固相分数、体积收缩和微观偏析行为。模拟结果表明，在本凝固条件下，合金实际凝固结束温度在共晶温度附近而不是固相线温度。凝固过程中的体积变化也是非线性的。在凝固初始阶段收缩较大；当剩余液相到达共晶成分时收缩较小。在凝固后期由于发生共晶转变，产生剧烈的凝固收缩。模拟结果与实验测试相符合。     

INTERFACE MORPHOLOGIES AND SOLUTE SEGREGATION OF Al-Li ALLOY 8090 DURING UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION

The solid-liquid interface morphology and solute segregation behaviour of AI-Li alloy 8090during unidirectional solidification were studied by the liquid metal quenehing method undervaried processing conditions.When solidification rate,RO.75 mm/min (temper-ature gradient,G_L=130℃/cm),the structure revealed of planar or dendritic interfacerespectively.With the increase of R,the interface morphology becomes cellular from planargradually,within a narrow range.And the greater the R,the,finer the dendrite.Segregationof element Cu and impurity elements Fe and Si are quite severe,the interface morphologymarkedly influences on solute segregation.During solidification at coarse dendrite interface,their segregation ratios are rather great and solidified structure is coarse.     

COLLISION COARSENING OF DISPERSION DROPLETS IN SOLIDIFICATION PROCESS OF MONOTECTIC ALLOY

ＣＯＬＬＩＳＩＯＮＣＯＡＲＳＥＮＩＮＧＯＦＤＩＳＰＥＲＳＩＯＮＤＲＯＰＬＥＴＳＩＮＳＯＬＩＤＩＦＩＣＡＴＩＯＮＰＲＯＣＥＳＳＯＦＭＯＮＯＴＥＣＴＩＣＡＬＬＯＹ￥ＺｈａｏＪｉｕｚｈｏｕ；ＧｕｏＪｉｎｇｊｉｅ；ＪｉａＪｕｎ；ＬｉＱｉｎｇｃｈｕｎ（Ｓｃｈｏ...     

STRUCTURE OF Al-Cu EUTECTIC ALLOY SOLIDIFIED IN COMPLEX FIELD OF CENTRIFUGAL AND ELECTROMAGNETIC FORCES

1.IntroductionMuchattentionhasbeenpaidtothefluidnowinsolidification,whichdramaticallyinfluencesthestructureandsegregationinalloysandfinallydeterminesthepropertiesofcastingsl'].Onewaytoproducemeltflowisbytheapplicationofmagneticfield,andthismethodhasbeenwidelyusedincontinuouscastingandothelmetallurgicalprocesses[2,31.Electromagneticcelltrifugalcastingisanovelandpromisingtechniqueofmaterialpro-cessing,andlittleknowledgeonsolidificationinthisprooes3restraillsitsapplicationinindustry.InEMCCproce…     

侧向凝固通道偏析的数值模拟

建立了二元系凝固过程通道偏析形成的数学模型,给出了描述焓与温度及固相分数耦合关系的表达式.在实验验证的基础上,对亚共晶与过共晶成分的NH4Cl-H2O侧向凝固通道偏析的形成位置与生长方向进行了数值模拟研究.模拟计算结果表明,偏析通道起源于糊状区,偏析通道中的富集溶质从糊状区流向液相区.为了维持偏析通道中的液体流动,枝晶间液体可通过糊状区从液相区得到补充.糊状区中富集溶质的流动方向取决于析出溶质的密度.NH4Cl-70%H2O侧向凝固时,析出的溶质密度较小,偏析通道倾斜向上生长,在糊状区上部形成A偏析.NH4Cl-90%H2O侧向凝固时,析出的溶质密度较大,在糊状区下部偏析通道倾斜向下生长.