王琳琳
,
林鑫
,
黄卫东
,
苏云鹏
,
李涛
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.10.005
采用透明合金丁二腈(SCN)-1.48%水杨酸苯酯(Salol)(质量分数)进行恒速定向凝固实验,考察了一次间距、尖端半径和尖端温度随凝固生长速度变化的规律.通过考察平界面失稳孕育时间和失稳时界面速度的关系,获得了平界面失稳的临界速度.实验发现,随着生长速度的增大,一次间距先减小到一个极小值然后又增大到一个极大值,随后逐渐下降,呈现S形的变化趋势,并且在从极小值增大到极大值区间发生了胞/枝转变.将实验结果与经典的BH-L模型以及自洽数值模型进行了比较,发现BH-L模型所预言的尖端温度与实验结果存在较大偏差,而所有实验结果与自洽模型吻合较好.
关键词:
定向凝固
,
一次间距
,
尖端半径
,
尖端温度
单博炜
,
黄卫东
,
林鑫
,
魏雷
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.09.004
发展了一个元胞自动机模型来模拟定向凝固中枝晶阵列的一次间距选择.在模型中通过采用简化的生长动力学降低了计算复杂度,并给出了判断系统达到稳定态的方法.基于两种一次间距的调整机制--侧枝不稳定性和湮没不稳定性,分别采取两套不同的数值实验方法:一套是种晶数目固定,采用台阶变速方式;另一套是种晶数目改变,抽拉速度恒定.确定了给定的生长条件下枝晶阵列的一次间距的允许范围.模拟结果表明,一次间距的允许范围基本独立于数值实验方法,而允许范围的上限λmax和下限λmin可以一般化地表示为抽拉速度的幂函数.针对丁二腈-2.5%乙醇定向凝固枝晶的生长模拟得出的幂函数参数与文献的实验结果吻合得很好,模拟结果的下限与实验结果下限吻合的程度优于Hunt-Lu模型的下限.
关键词:
元胞自动机
,
枝晶
,
一次间距
,
丁二腈-2.5％乙醇
黄太文
,
刘林
,
张卫国
,
张军
,
傅恒志
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.10.012
采用液态金属冷却高温度梯度定向凝固设备,研究了抽拉速率跃迁对单晶高温合金DD3一次枝晶间距和微观偏析的影响.结果表明,单晶高温合金枝晶一次间距表现出明显的历史相关性.当抽拉速率(或生长速率)分别从600和300 μm/s跃迁到100 μm/s和直接以100 μm/s速率生长时,一次间距分别为56.5,86和111.5 μm.而生长速率分别从50和100 μm/s跃迁到300 μm/s和直接以300 μm/s速率生长获得的一次间距分别为109,93和70 μm.一次间距值与Hunt-Lu模型预测的基本吻合,但实验结果证明其上限与下限的比值λ~(max)_1/λ~(min)_1>2,与Ma-Sahm的预测结果一致.成分分析表明,相同稳态条件下枝晶的一次间距变小,偏析也有所降低.
关键词:
单晶高温合金
,
生长速率
,
跃迁
,
一次间距
,
微观偏析
彭东剑
,
林鑫
,
张云鹏
,
郭雄
,
王猛
,
黄卫东
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00556
运用基于界面追踪法的数值自洽模型研究了界面能各向异性对定向凝固枝晶生长的影响.模拟结果表明,对于给定的凝固条件,对应不同的一次间距Péclect数范围,存在2个不同的界面形态解区间,其中较小的间距Péclect数解区间对应的界面形态类似胞状晶,较大的间距Péclect数解区间对应的界面形态类似枝状晶,界面能各向异性的增大有利于枝晶解区间的扩大.同时,枝晶生长的尖端临界稳定性参数σ*与界面能各向异性参数E4存在幂指数关系,并基于Fisher枝晶扩散解,得到包含界面能各向异性参数的枝晶尖端半径表达式:RIMs=2.5646[ΓD/Vk0△T0]0.5 E4-0.1905,△T0=mC0(k0-1)/k0;界面能各向异性增大,枝晶生长界面前沿过冷度减小.枝晶生长稳态一次间距的选择主要取决于枝晶间溶质扩散场的相互作用,而由于界面能各向异性在枝晶尖端作用的局域化,使得界面能各向异性对定向凝固稳态一次枝晶间距影响较小.
关键词:
界面能各向异性
,
定向凝固
,
枝晶尖端半径
,
一次间距
王琳琳
,
林鑫
,
黄卫东
,
苏云鹏
,
李涛
金属学报
采用透明合金SCN-1.48wt%Salol进行恒速定向凝固实验，考察了一次间距、尖端半径和尖端温度随凝固生长速度变化的规律。通过考察平界面失稳孕育时间和失稳时界面速度的关系获得了平界面失稳的临界速度，从而准确确定了合金成分。实验发现，随着生长速度的增大，一次间距先减小到一个极小值然后又增大一个极大值，随后逐渐下降，呈现S形的变化趋势，并且在从极小值增大到极大值区间发生了胞／枝转变。将实验结果与经典的BH-L模型以及自洽数值模型进行了比较，发现BH-L模型所预言的尖端温度与实验结果存在较大偏差，而所有实验结果与自洽模型得到了较好的吻合。
关键词:
定向凝固
,
primary spacing
,
tip radius
,
tip temperature
李建国
,
毛协民
,
傅恒志
金属学报
本文利用新研制的ZMLMC定向凝固装置,研究了Ni-5wt-％Cu合金快速定向凝固条件下由树枝状生长转变为胞状生长及其过渡过程的凝固界面结构和微观组织。实验结果表明:在枝-胞转变点附近,随生长速率的增大,侧向分枝由发达逐渐萎缩,最终消失;同时一次枝晶间距减小,发生枝-胞转变时,糊状区长度急骤缩短。快速生长胞状界面与慢速生长胞状界面形态相似,但前者胞间距更小,且胞壁不光滑。
关键词:
胞状生长
,
interface morphology
,
primary spacing
,
rapid solidification
,
dendrite-to-cell transition
傅恒志
,
王祖锦
材料研究学报
晶体生长中的非稳态演化过程一直是凝固领域人们很少涉及的课题,尤其在胞枝转变之后相当宽范围的亚快速凝固更是少人问津,而非稳态过程对材料最终的组织形态往往产生重大影响.本文采用有机物模拟合金研究了低速及亚快速凝固范围界面形态与一次间距的演化规律,并初步探讨了其演化机制.
关键词:
非稳态凝固
,
null
,
null
单博炜
,
黄卫东
,
林鑫
,
魏雷
金属学报
发展了一个元胞自动机模型来模拟定向凝固中枝晶阵列的一次间距选择. 在模型中通过采用简化的
生长动力学降低了计算复杂度, 并给出了判断系统达到稳定态的方法. 基于两种一次间距的调整机制-侧
枝不稳定性和湮没不稳定性, 分别采取两套不同的数值实验方法: 一套是种晶数目固定, 采用台阶变速方式;
另一套是种晶数目改变, 抽拉速度恒定. 确定了给定的生长条件下枝晶阵列的一次间距的允许范围. 模拟
结果表明, 一次间距的允许范围基本独立于数值实验方法, 而允许范围的上限λmax和下限
λmin可以一般化
地表示为抽拉速度的幂函数. 针对丁二腈-2.乙醇定向凝固枝晶的生长模拟得出的幂函数参数与文献的
实验结果吻合得很好, 模拟结果的下限与实验结果下限吻合的程度优于Hunt-Lu模型的下限.
关键词:
元胞自动机
,
dendrite
,
primary spacing
