李海丽赵九洲
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00782
建立了偏晶合金连续凝固过程的群体动力学模型, 并将其与传热、传质和流场控制方程相耦合, 对Al--Pb偏晶合金连续凝固过程进行了模拟, 分析了凝固速率、合金成分和熔炼温度等对合金连续凝固组织形成过程的影响. 结果表明: 凝固速率越大, 凝固界面前沿弥散相液滴的形核位置越靠近凝固界面, 弥散相液滴的形核率和数量密度越大, 平均半径越小, 越有利于获得弥散凝固组织; 合金Pb含量越高, 凝固界面前沿弥散相液滴的形核位置越远离凝固界面, 弥散相液滴的形核率越低, 平均半径越大, 越不利于获得弥散凝固组织. 熔炼温度越高, 弥散相液滴的数量密度越大, 平均半径越小, 有利于获得弥散组织; 但随熔炼温
度提高, 液滴的综合运动速度逐渐降低, 该速度降为负值时, 合金不能实现稳态凝固, 导致偏析组织的形成.
关键词:
偏晶合金
,
liquid-liquid transformation
,
solidification
,
modeling and simulation
金蔚青
无机材料学报
具有明确边界条件的多组元体系在凝固时, 溶液内的热量和质量输运方程的严格求解非常困难, 因此简化方程是十分必要的. 本文在普适流体力学方程的基础上, 采用表征流体特征的无量纲参数和适当的边界条件, 简化了扩散方程. 证实了简化后的质量扩散模型在凝固现象中的物理有效性. 指出由扩散引起的整体流的实质是微对流, 它环绕着固液界面流动, 并限制在质量边界层内, 即固液界面溶液一侧溶质浓度有显著变化的区域内. 我们的氧化物晶体生长实验结果已经证实了上述结论的正确性. 为了强调质量流的物理概念, 讨论采用了二维双组元模型.
关键词:
质量扩散方程
,
solidification
,
mass microconvection
