陈守东
,
陈敬超
,
吕连灏
材料科学与工艺
鉴于双辊薄带连铸等轴晶区半固态铸轧组织对产品性能的重要性,基于热传输、流动传输、溶质传输等基本传输过程以及晶粒生长物理过程,建立了双辊连续铸轧纯铝凝固过程的宏观温度场、浓度场、微观组织及枝晶形貌演化的三维数学模型.采用CA-FE法对双辊连续铸轧纯铝在水冷钢辊连续铸轧中的凝固过程进行了模拟,采用光学显微镜研究了铸轧工艺参数对凝固组织的影响.数值模拟结果表明,所建立的数学模型能够合理描述晶粒沿任意角度生长的过程,温度场、溶质场和微观组织形貌的模拟计算结果合理.模拟结果与实验结果基本吻合,检验了模型的正确性.
关键词:
双辊连续铸轧
,
凝固微观组织
,
CA-FE方法
,
数值模拟
,
枝晶形貌
黄琼
,
赵珊茸
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2003.03.010
对透辉石-钙长石-拉长石(Di-An-Ab)三元体系在不同降温速度条件下形成的枝晶进行了研究.其中,透辉石枝晶为规则树枝状,主枝和分枝明显;斜长石枝晶呈放射纤维状集合.枝晶形貌随降温速度变快没有明显变化,枝晶晶体结构随降温速度不同而有改变,降温速度减小,透辉石枝晶晶胞参数a值呈增加趋势,b、c呈减小趋势,斜长石枝晶b值呈减少趋势,c值呈增加趋势,两者β值呈增加趋势,但改变不大.随着降温速度增大,透辉石枝晶、斜长石枝晶硅氧骨干中,铝硅比值增大,铝更大程度地替代硅.另外还发现,降温越快,枝晶结晶数量越少.
关键词:
Di-An-Ab体系
,
枝晶
,
降温速度
,
枝晶形貌
张敏
,
徐蔼彦
,
汪强
,
李露露
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.06.002
改进了模拟枝晶生长常用的二维元胞自动机和有限差分(CA-FD)模型,新模型引入扰动函数来控制二、三次枝晶的生长;在枝晶生长过程中,将溶质浓度明确地分为液相溶质浓度和固相溶质浓度两部分;并在溶质再分配与扩散过程中采用八邻位差分以减少网格形状导致溶质扩散的各向异性。模拟了Al-4%Cu二元合金过冷熔体中,单个和多个等轴晶沿不同择优方向生长及单方向和多方向柱状树枝晶竞争生长过程中的枝晶形貌、液相溶质浓度和固相溶质浓度分布情况。模拟结果表明:扰动的引入能够促使枝晶产生分支,并控制二、三次枝晶的生长速率;液/固相溶质计算模型能够准确地模拟出枝晶生长过程中液/固相溶质分布;此外改进后的模型实现了枝晶沿任意方向的竞争生长。
关键词:
数值模拟
,
元胞自动机法
,
枝晶形貌
,
溶质浓度
付振南
,
许庆彦
,
熊守美
中国有色金属学报
基于枝晶生长的基本传输过程和元胞自动机(Cellular Automaton,简称CA)模型基本原理,建立符合镁合金密排六方结构特点的凝固过程形核、晶体生长的数学模型.模型耦合宏观温度场和微观组织模拟计算,考虑溶质扩散、曲率过冷和各向异性等重要因素的影响,定义界面单元捕获规则,能够模拟枝晶生长的形态.应用本模型对单个等轴晶生长、等轴晶多晶粒生长及定向凝固中的柱状晶生长进行模拟并与实验结果进行对比,模拟结果与实验结果吻合较好,验证了模型的正确性.
关键词:
镁合金
,
密排六方结构
,
微观组织模拟
,
元胞自动机方法
,
枝晶形貌
陈守东
,
陈敬超
,
彭平
材料科学与工艺
基于枝晶生长的基本传输过程和元胞自动机（Cellular Automaton,简称CA）-有限元（Finite Element,简称FE）模型基本原理,建立了适应双辊连续铸轧纯铝薄带工艺特点的凝固过程形核和晶体生长的数学模型.模型耦合了宏观温度场和微观组织模拟计算,考虑了溶质扩散、曲率过冷和各向异性等重要因素的影响,定义了界面单元捕获规则,能够模拟凝固过程中枝晶生长的形态.应用本模型对双辊连续铸轧纯铝薄带凝固过程中等轴晶生长、等轴晶多晶粒生长及柱状晶生长、柱状晶向等轴晶演化进行模拟并与实验结果进行对比,模拟结果与实验结果吻合较好,验证了模型的正确性.
关键词:
纯铝
,
双辊连续铸轧
,
凝固微观组织模拟
,
元胞自动机-有限元方法
,
枝晶形貌
陈守东
,
陈敬超
,
于杰
稀有金属材料与工程
基于枝晶生长的基本传输过程和元胞自动机(Cellular Automaton,简称CA)-有限元(Finite Element,简称FE)模型基本原理,建立了适应双辊连续铸轧纯铝薄带工艺特点的凝固过程形核和晶体生长的数学模型.模型耦合了宏观温度场和微观组织模拟计算,考虑了溶质扩散、曲率过冷和潜热释放等重要因素的影响,能够模拟凝固过程中枝晶生长的形态.应用本模型对双辊连续铸轧纯铝薄带凝固过程中等轴晶生长、等轴晶多晶粒生长及柱状晶生长、柱状晶向等轴晶演化进行模拟并与实验结果进行对比,模拟结果与实验结果吻合较好.
关键词:
双辊连续铸轧
,
铝微观组织
,
元胞自动机-有限元方法
,
枝晶形貌
霍亮
,
韩志强
,
柳百成
金属学报
提出了一种基于两套网格的元胞自动机(CA)模型,用来模拟铸造镁合金凝固过程的枝晶形貌演化.模型中采用的两套网格,一套为四边形正交网格,用来求解溶质扩散方程;另一套为正六边形网格,用来进行CA方法的计算,以反映镁合金枝晶形貌的六重对称特征.模型中,枝晶尖端生长驱动力由界面平衡溶质浓度和求解扩散方程得出的界面实际溶质浓度的差值决定.应用该模型计算了AZ91D镁合金自由凝同条件下的单个等轴晶生长和定向凝固条件下的柱状枝晶生长以及Mg-10Gd-2Y-O.5Zr(质量分数,%)镁合金多晶粒等轴晶生长.将模拟结果与浇铸AZ91D镁合金的块状试件和Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金的阶梯试件进行了对比.
关键词:
镁合金
,
枝晶形貌
,
数值模拟
,
元胞自动机方法
,
六边形网格
张敏
,
徐蔼彦
,
汪强
,
李露露
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.06.002
改进了模拟枝晶生长常用的二维元胞自动机和有限差分(CA-FD)模型,新模型引入扰动函数来控制二、三次枝晶的生长;在枝晶生长过程中,将溶质浓度明确地分为液相溶质浓度和固相溶质浓度两部分;并在溶质再分配与扩散过程中采用八邻位差分以减少网格形状导致溶质扩散的各向异性.模拟了Al-4％Cu二元合金过冷熔体中,单个和多个等轴晶沿不同择优方向生长及单方向和多方向柱状树枝晶竞争生长过程中的枝晶形貌、液相溶质浓度和固相溶质浓度分布情况.模拟结果表明:扰动的引入能够促使枝晶产生分支,并控制二、三次枝晶的生长速率;液/固相溶质计算模型能够准确地模拟出枝晶生长过程中液/固相溶质分布;此外改进后的模型实现了枝晶沿任意方向的竞争生长.
关键词:
数值模拟
,
元胞自动机法
,
枝晶形貌
,
溶质浓度
