铝熔体中Al2O3与Fe和Mn相互作用的分子动力学模拟与实验验证

作者：王博雯; 傅高升^*; 陈鸿玲; 宋莉莉; 王火生

来源：铸造, 2022, 71(10): 1229-1234.

• 铝熔体
• Al2O3
• 富Fe相
• 分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了铝熔体中Al2O3与Fe和Mn的相互作用关系，从均方位移、径向分布函数、配位数等方面分析了Al2O3对铝熔体中Fe和Mn扩散行为的影响。模拟结果表明：铝熔体中的Al2O3阻碍了Fe和Mn在熔体中的扩散并促使Fe和Mn在其表面偏聚，在模拟条件下，Al2O3含量越高，Fe和Mn的偏聚现象越明显，富Fe相越容易形成，Mn的变质作用被削弱，反之亦然。试验结果表明：ZL108合金中的Al2O3可作为异质基底促进富Fe相的形核和生长。经高效熔剂净化处理后，合金中的Al2O3含量降幅(除杂率)达70.54%，与未处理相比，富Fe相形貌由粗大板片状转变为细小鱼骨状，较弥散地分布在晶界处，名义尺寸由43.2μm降低到14.7μm，富Fe相数量有明显减少、含量(面积百分数)由未处理时的6.84%降低到2.61%，说明Al2O3含量越低，富Fe相越不容易形成，与模拟结果相吻合。

• 单位
  闽江学院; 福建工程学院; 福州大学