Fe-0.04%C合金焊缝熔池凝固过程中枝晶生长及溶质浓度分布模拟

发布时间：2019-01-03 09:28

【摘要】：基于枝晶生长的扩散界面模型,改进元胞自动机法,并结合有限差分法,综合考虑浓度场、温度场以及熔池形状,建立Fe-0.04%C(质量分数)合金枝晶生长和溶质浓度分布模型。模拟单个等轴晶的生长形貌及枝晶尖端生长速度随时间的变化关系、多个等轴晶的生长形貌和溶质浓度分布、柱状晶的生长形貌和耦合温度场后的柱状晶-等轴晶转变过程,并与实验进行对比。结果表明:取向角对枝晶形貌有一定的影响;枝晶尖端生长速度随时间的延长最后趋于稳定;熔池形状影响柱状晶生长形貌;溶质主要富集在枝晶根部及晶界处。模拟结果与实验结果吻合较好。
[Abstract]:Based on the diffusion interface model of dendritic growth, the improved cellular automata method and the finite difference method are used to consider the concentration field, temperature field and molten pool shape. A model of dendritic growth and solute concentration distribution of Fe-0.04%C alloy was established. The growth morphology of single equiaxed crystal and the growth rate of dendrite tip vary with time, the growth morphology and solute concentration distribution of multiple equiaxed crystals, the growth morphology of columnar crystal and the transformation process of columnar crystal and equiaxed crystal after coupling temperature field are simulated. And compared with the experiment. The results show that orientation angle has a certain influence on dendritic morphology, the growth rate of dendritic tip tends to be stable with the extension of time, the shape of molten pool affects the morphology of columnar crystal growth, and the solute is mainly enriched at the dendritic root and grain boundary. The simulation results are in good agreement with the experimental results.
【作者单位】： 西安理工大学材料科学与工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51274162) 国家高技术研究发展计划资助项目(2013AA031303)
【分类号】：TG40

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2399193