Mg-Gd合金凝固过程中枝晶生长的相场模拟

基于Karma定量相场模型对Mg-6Gd(wt%)合金等温凝固过程中单枝晶和多枝晶的生长规律进行了模拟。定量研究了相场参数和溶质偏析对凝固过程中枝晶演化的影响。结果表明,各向异性强度越小,单枝晶尖端的失稳现象越明显,极易生成二次枝晶臂。同时讨论了各向异性强度与枝晶尖端半径和移动速率之间的关系,其结果与微观可解理论吻合较好。空间步长过大会导致枝晶形貌的变异,过小则计算效率低,合理的范围在(0.2～0.8)W_0(W_0为界面厚度)内。多枝晶生长模拟结果表明,枝晶臂弯曲是由于多枝晶在等温条件下的竞争生长所致。同时,大量溶质在枝晶间富集和分离,抑制枝晶的生长。