TC4合金焊接熔池微观组织演变的数值模拟与分析

发布时间：2021-07-11 01:03

　　在MATLAB模拟平台上基于CA-FE法（元胞自动机-有限元）结合晶粒的形核与生长理论,建立了TC4钛合金瞬态焊接温度场下熔池内微观组织演变的数值计算模型,基于该模型对焊接瞬态温度场及其作用下的微观组织演变进行了模拟。结果表明:温度场的计算结果符合焊接热过程局部热量集中且高度动态变化的特点,熔池边缘先形核,在温度梯度作用下晶粒以柱状晶的形式向熔池中心生长,最后形成粗大的柱状晶组织,固态相变阶段,熔池内组织迅速转变为α’马氏体。对模拟结果进行验证性实验,模拟结果与实验结果吻合性良好,显示所建数值计算模型可靠性较高。 

【文章来源】：中国有色金属学报. 2020,30(08)北大核心EICSCD

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【图文】：

材料热物理参数

图4中，A11、A12、A21、A22代表宏观网格节点，M为微观网格节点，θ(Aij)和θ(M)分别表示宏微观尺度节点对应的温度值。插值方程如下所示：2.2 形核模型

为进一步研究瞬态温度场的不均匀性，分别在焊件上表面沿焊缝中心方向和焊缝横截面上提取部分节点的热循环曲线，如图6(a)和(b)所示。图6 不同节点焊接热循环曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]电弧增材成形单道两层熔积过程中的晶粒生长模拟[J]. 周祥曼,田启华,杜义贤,柏兴旺,张海鸥.  机械工程学报. 2018(22)
[2]基于CAFE模拟钛合金丝材电弧增材制造凝固过程的组织演变[J]. 李晗嫣,陈文革,张飞奇,高红梅,任澍忻.  中国有色金属学报. 2018(09)
[3]激光立体成形中熔池凝固微观组织的元胞自动机模拟[J]. 魏雷,林鑫,王猛,黄卫东.  物理学报. 2015(01)

硕士论文
[1]Ti-45%Al合金焊接熔池凝固过程的数值模拟[D]. 薛覃.西安理工大学 2017
[2]合金凝固过程枝晶生长的界面前沿跟踪法模拟[D]. 刘波祖.山东建筑大学 2016



本文编号：3277014