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二元层片共晶凝固过程的特征尺度选择

孟广慧 林鑫

二元层片共晶凝固过程的特征尺度选择

孟广慧, 林鑫
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  • 基于Jackson和Hunt二元规则共晶稳态生长理论,在共晶两相的界面溶质守恒条件中引入密度修正项,改进了共晶两相的界面溶质守恒条件. 在此基础上,根据二元层片共晶常规凝固过程中层片组织稳态生长时Gibbs自由能的变化,运用极值形态选择原理确定二元层片共晶凝固过程中层片间距特征尺度选择准则. 理论分析表明,对于给定二元共晶合金,在常规凝固条件下的层片间距选择通常为一有限区间. 此外,理论分析还表明,二元层片共晶稳态生长时其特征尺度的选择可以呈现超稳定性,而且在给定的凝固条件下超稳定性只和给定合金系的物性参数有关. 将该形态选择准则分别运用于物性参数精确已知的Al-Al2Cu,Sn-Pb 和CBr4-C2Cl6 合金系,表明计算结果与实验结果相符合.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50971102,50201012)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-13
  • 修回日期:  2013-11-27
  • 刊出日期:  2014-03-05

二元层片共晶凝固过程的特征尺度选择

  • 1. 西安航空学院机械学院, 西安 710077;
  • 2. 西北工业大学凝固技术国家重点实验室, 西安 710072
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:50971102,50201012)资助的课题.

摘要: 基于Jackson和Hunt二元规则共晶稳态生长理论,在共晶两相的界面溶质守恒条件中引入密度修正项,改进了共晶两相的界面溶质守恒条件. 在此基础上,根据二元层片共晶常规凝固过程中层片组织稳态生长时Gibbs自由能的变化,运用极值形态选择原理确定二元层片共晶凝固过程中层片间距特征尺度选择准则. 理论分析表明,对于给定二元共晶合金,在常规凝固条件下的层片间距选择通常为一有限区间. 此外,理论分析还表明,二元层片共晶稳态生长时其特征尺度的选择可以呈现超稳定性,而且在给定的凝固条件下超稳定性只和给定合金系的物性参数有关. 将该形态选择准则分别运用于物性参数精确已知的Al-Al2Cu,Sn-Pb 和CBr4-C2Cl6 合金系,表明计算结果与实验结果相符合.

English Abstract

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