【摘 要】
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该文在二维平面上对Al-.5﹪Cu合金进行数值模拟.宏观温度场计算采用直直接差分法(DFD),微观组织形成采用单元自动控制模型(cA),与宏观传热进行耦合计算.在微观计算中,形核模型
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该文在二维平面上对Al-.5﹪Cu合金进行数值模拟.宏观温度场计算采用直直接差分法(DFD),微观组织形成采用单元自动控制模型(cA),与宏观传热进行耦合计算.在微观计算中,形核模型采用高斯连续形核分布,对于型壁和熔池内部分别采用不同的形核参数.生长模型则采用KGT模型.假定固相内无扩散,液相完全混合,忽略对流、搅拌等因素影响.此外,同时考虑了枝晶尖端生长动力学、溶质再分布、曲率过冷与形核的随机分布,并将由凝固潜热的释放反馈回宏观温度场计算.微观和宏观计算采用了两套不同的网格和时间步长,有效减少了运算时间.计算了晶粒密度、平均晶粒尺寸等凝固组织特征值,讨论了浇注温度、冷却速度及形核参数对微观组织的影响,并将模拟结果进行了可视化.直观再现了柱状晶的形成过程及柱状晶向等轴晶的转变.实现了随机形核、晶粒竞争生长及枝晶臂粗化、分枝,定量反映了基于凝固时间步长变化的过冷度对微观组织的影响.从模拟结果可以看出冷却强度的增加以及浇注温度的降低都可以起到细化晶粒的作用.
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