基于CAFE模型的镍基合金定向凝固过程显微组织模拟

中国有色金属学报, 2016, 26(4): 782-789.

基于CAFE模型的镍基合金定向凝固过程显微组织模拟

张璞 ^1, , 侯华 ^2, , 赵宇宏 ^3, , 靳玉春 ^4, , 赵宇辉 ^5, , 眭怀明 ^6,

1.中北大学材料科学与工程学院,太原,030051

2.中北大学材料科学与工程学院,太原,030051

3.中北大学材料科学与工程学院,太原,030051

4.中北大学材料科学与工程学院,太原,030051

5.河北工业职业技术学院机电工程系,石家庄,050091

6.扬州峰明金属制品有限公司,扬州,225117

基金项目: 山西省国际科技合作项目(2013081017)Project(2014DFA50320) supported by International Cooperation of Ministry of Science and Technology of China 山西省回国留学人员科研资助项目(2013-81) Projects(51204147,51274175) supported by the National Natural Science Foundation of China 国家自然科学基金资助项目(51204147,51274175) 科技部国际科技合作项目(2014DFA50320) Project(2013-81) supported by the Scientific Research Fund for Homecoming Students of Shanxi Province,China Project(2013081017) supported by International Science and Technology Cooperation of Shanxi Province,China

关键词：镍基合金 , CMSX4合金 , CAFE法 , 定向凝固 , 组织演化

Microstructure simulation during directional solidification of nickel-based alloy based on CAFE model

Keywords： nickel-based , alloy , CMSX4 , alloy , CAFE

采用CAFE模型(Cellular automata finite element method)模拟第二代镍基高温合金CMSX4凝固过程中的晶粒生长,并探讨浇注温度和冷却速度对凝固组织的影响.结果表明:凝固开始时,首先在铸锭底部会形成一层取向随机的细小等轴晶,由于晶粒间的竞争生长,晶粒数目减小,晶粒尺寸增大,〈001〉晶向与热流方向偏离角较大的晶粒逐渐被偏离角较小的晶粒淘汰.浇注温度的提高会使晶粒尺寸变大、晶粒数目变小,而冷却速度的升高却会使晶粒尺寸变小,与理论分析一致.

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