Fe-C二元合金凝固与共析转变多次相变的相场法模拟研究
发布时间：2021-03-17 16:28
采用相场法模拟研究金属凝固过程中微观组织结构的演化是目前材料研究领域的热点之一。Fe-C二元合金是应用最广泛的工程结构材料之一,广泛应用于航空航天、轨道交通、石油化工等领域。本文基于多相场模型,对Fe-C二元合金的多次相变过程进行了数值计算。利用二元合金多晶粒竞争生长的相场模型,对Fe-C二元合金结晶过程中多晶粒竞争生长进行模拟,研究边界热流和高温氧化物、杂质等横向约束对枝晶微观组织形貌的影响。结果表明:横向约束的存在严重影响Fe-C二元合金凝固过程中枝晶微观组织结构的演化,改变了横向约束上方枝晶的组织结构与平均枝晶间距、影响枝晶的凝固速率、溶质扩散及溶质截留效应,对材料最终的性能会产生较大影响。不同尺寸的横向约束对枝晶具有不同的影响规律,相同尺寸的横向约束对具有不同初始枝晶间距的枝晶也有不同的影响规律。这可以作为一种材料制备方法,制备具有特定微观结构的枝晶,以提高材料的性能。边界热流对凝固过程中枝晶的生长形貌和溶质扩散产生的影响表现为大的边界热流对枝晶生长的抑制作用强,界面处的溶质偏析严重;大的边界抽热可促进枝晶的生长和二次枝晶的发育。基于二元合金共析转变相场模型,模拟研究界面能和扩...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
考虑了取向场的多晶等轴树枝晶生长[23]
等轴树枝晶及生长方向[24]
三维各向异性函数中的各向异性参数变量对枝晶形貌的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]Phase-field simulation of competitive growth of grains in a binary alloy during directional solidification[J]. Li Feng,Ya-long Gao,Ni-ni Lu,Chang-sheng Zhu,Guo-sheng An,Jun-he Zhong. China Foundry. 2018(05)
[2]Al-Zn合金等轴晶生长的三维相场法模拟[J]. 王鸿,赵宇宏,张冰,陈伟鹏,侯华. 铸造技术. 2018(04)
[3]层片状珠光体生长形貌的相场法模拟[J]. 冯力,高亚龙,朱昶胜,安国升,肖荣振,路妮妮. 兰州理工大学学报. 2018(01)
[4]A Multi-phase Field Model for Static Recrystallization of Hot Deformed Austenite in a C–Mn Steel[J]. Jun Zhang,Cheng-Wu Zheng,Dian-Zhong Li. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2018(02)
[5]Phase-field numerical simulation of three-dimensional competitive growth of dendrites in a binary alloy[J]. Li Feng,Ya-long Gao,Chang-sheng Zhu,Guo-sheng An,Xin Deng,Bei-bei Jia. China Foundry. 2018(01)
[6]MPI+OpenMP环境下的二元合金三维相场模型的并行方法[J]. 朱昶胜,邓新,冯力,李浩. 兰州理工大学学报. 2017(04)
[7]Multi-phase field simulation of grain growth in multiple phase transformations of a binary alloy[J]. 冯力,贾北北,朱昶胜,安国升,肖荣振,冯小静. Chinese Physics B. 2017(08)
[8]Fe-C-Mn三元合金中奥氏体-铁素体相变的相场模拟[J]. 张军,陈文雄,郑成武,李殿中. 金属学报. 2017(06)
[9]γ-α相变中不同晶界特征下铁素体生长形貌的相场模拟[J]. 张军,陈文雄,郑成武,李殿中. 物理学报. 2017(07)
[10]基于MPI二元合金三维枝晶生长相场法的并行研究[J]. 朱昶胜,朱鸣芳,李浩,王永贤,冯立. 兰州理工大学学报. 2016(06)
博士论文
[1]多元合金凝固微观组织的相场法模拟研究[D]. 冯力.兰州理工大学 2009
硕士论文
[1]Fe-C合金枝晶生长过程的相场法模拟研究[D]. 康永生.中北大学 2017
[2]Fe-C二元合金多次相变晶粒生长的多相场法模拟研究[D]. 贾北北.兰州理工大学 2017
[3]Al-Cu二元单相合金枝晶生长相场法模拟[D]. 浦吕春.昆明理工大学 2014
[4]二元合金凝固过程的相场模拟研究[D]. 王洁玉.西北工业大学 2007
本文编号：3087389
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
考虑了取向场的多晶等轴树枝晶生长[23]
等轴树枝晶及生长方向[24]
三维各向异性函数中的各向异性参数变量对枝晶形貌的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]Phase-field simulation of competitive growth of grains in a binary alloy during directional solidification[J]. Li Feng,Ya-long Gao,Ni-ni Lu,Chang-sheng Zhu,Guo-sheng An,Jun-he Zhong. China Foundry. 2018(05)
[2]Al-Zn合金等轴晶生长的三维相场法模拟[J]. 王鸿,赵宇宏,张冰,陈伟鹏,侯华. 铸造技术. 2018(04)
[3]层片状珠光体生长形貌的相场法模拟[J]. 冯力,高亚龙,朱昶胜,安国升,肖荣振,路妮妮. 兰州理工大学学报. 2018(01)
[4]A Multi-phase Field Model for Static Recrystallization of Hot Deformed Austenite in a C–Mn Steel[J]. Jun Zhang,Cheng-Wu Zheng,Dian-Zhong Li. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2018(02)
[5]Phase-field numerical simulation of three-dimensional competitive growth of dendrites in a binary alloy[J]. Li Feng,Ya-long Gao,Chang-sheng Zhu,Guo-sheng An,Xin Deng,Bei-bei Jia. China Foundry. 2018(01)
[6]MPI+OpenMP环境下的二元合金三维相场模型的并行方法[J]. 朱昶胜,邓新,冯力,李浩. 兰州理工大学学报. 2017(04)
[7]Multi-phase field simulation of grain growth in multiple phase transformations of a binary alloy[J]. 冯力,贾北北,朱昶胜,安国升,肖荣振,冯小静. Chinese Physics B. 2017(08)
[8]Fe-C-Mn三元合金中奥氏体-铁素体相变的相场模拟[J]. 张军,陈文雄,郑成武,李殿中. 金属学报. 2017(06)
[9]γ-α相变中不同晶界特征下铁素体生长形貌的相场模拟[J]. 张军,陈文雄,郑成武,李殿中. 物理学报. 2017(07)
[10]基于MPI二元合金三维枝晶生长相场法的并行研究[J]. 朱昶胜,朱鸣芳,李浩,王永贤,冯立. 兰州理工大学学报. 2016(06)
博士论文
[1]多元合金凝固微观组织的相场法模拟研究[D]. 冯力.兰州理工大学 2009
硕士论文
[1]Fe-C合金枝晶生长过程的相场法模拟研究[D]. 康永生.中北大学 2017
[2]Fe-C二元合金多次相变晶粒生长的多相场法模拟研究[D]. 贾北北.兰州理工大学 2017
[3]Al-Cu二元单相合金枝晶生长相场法模拟[D]. 浦吕春.昆明理工大学 2014
[4]二元合金凝固过程的相场模拟研究[D]. 王洁玉.西北工业大学 2007
本文编号：3087389
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