强迫对流对合金凝固枝晶微观偏析影响的相场法模拟

作者：刘强; 杨湘杰; 刘志凌

来源：铸造技术, 2013, 34(12): 1698-1701.

• 相场法
• 强迫对流
• 微观偏析
• 二元合金

采用耦合溶质场与流场的相场模型,模拟了强迫对流作用下Al-3.0mol%Si合金凝固枝晶的生长过程。研究了强迫对流对枝晶生长形貌、溶质分布、溶质扩散层和微观偏析等的影响。结果表明:在强迫对流作用下,合金的枝晶形貌、溶质分布、溶质扩散层和微观偏析产生了显著的变化。在强迫对流作用下,凝固枝晶呈非对称性生长,上游枝晶的生长速度大于下游,二次枝晶更发达,法向枝晶向上游方向倾斜越严重;上游枝晶尖端前沿的浓度梯度变得越大,溶质扩散层厚度减小,而下游则相反,浓度梯度变得越来越小,溶质扩散层厚度逐渐增大。另外,对流的作用也会使枝晶的微观偏析更严重。模拟结果与凝固理论相吻合。

• 单位
  南昌大学机电工程学院; 江西科技师范学院; 江西江联能源环保股份有限公司