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
W.Q
,
Zhang
,
L.Xiao
金属学报(英文版)
A numerical model has been established to calculate the primary spacing of cellular or dendritic structure with fluid flow considered。 The computing results show that the primary spacing depends on the growing velocity, the temperature gradient on the interface and fluid flow. There is a critical growing velocity for the cell-dendrite transition, which has a relationship with the temperature gradient: Rσ = (3-4)×10^-9GT. Fluid flow leads to an increase of the primary spacing for dendritic growth but a decrease for cellular growth,resulting in an instability on the interface.
关键词:
primary spacing
,
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
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
LI Jianguo MAO Xiemin FU Hengzhi National Laboratory of solidification Technology
,
Northwestern Polytechnical University
,
Xi'an
,
China Lecturer.Faculty No.403
,
Northwestern Polytechnical University
,
Xi'an 710072
,
China
金属学报(英文版)
The interface morphologies and microstruetures of the directionally solidified Ni-5wt-% Cu alloy during dendrite-to-cell transition at high growth rates have been investigated with a newly developed apparatus for unidirectional solidification with the temperature gradient at the solid/liquid interface higher than 1000 K/cm.The results show that in the vicinity of dendrite-to-cell transition point,the well developed sidebranches become shrivelled with the increase of growth rate and disappear at the dendrite-to-cell transition,and the primary spacing decreases simultaneously.Moreover,the length of mushy zone decreases greatly dur- ing the dendrite-to-cell transition.Cells obtained at high growth rates have very similar morphologies to those at low growth rates,but with much smaller cell spacings and unsmoothed cell walls which may be attributed to the different stability conditions of the cell walls at low and high growth rates respectively.
关键词:
cellular growth
,
null
,
null
,
null
,
null
