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横向限制下凝固微观组织演化的相场法模拟

杜立飞 张蓉 邢辉 张利民 张洋 刘林

横向限制下凝固微观组织演化的相场法模拟

杜立飞, 张蓉, 邢辉, 张利民, 张洋, 刘林
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  • 凝固过程中横向限制挡板的存在对晶体微观结构的演化存在重要的影响, 不同性质的横向挡板将产生不同的限制效应, 对最终凝固微观组织形成起着决定性作用. 本文利用非等温相场模型, 定性地模拟了纯金属Ni凝固过程中横向限制的存在对其枝晶微观形貌演化的影响, 研究了不同尺寸及性质的横向挡板对枝晶微观结构形成的影响, 讨论了横向限制对不同初始枝晶间距枝晶形貌发展的作用. 计算结果表明, 横向限制挡板的存在将直接影响凝固过程中微观组织的形貌演化过程并最终改变微观结构. 随着横向挡板间距的减小, 微观组织变化更加明显; 挡板初始温度越低, 枝晶形貌改变越明显; 初始枝晶间距越大, 形貌变化越明显; 不同挡板高度对微观结构具有基本相同的影响.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2010CB631202)和西北工业大学基础研究基金(批准号: JC201272)资助的课题.
    [1]

    Asta M, Beckermann C, Karma A, Kurz W, Napolitano R, Plapp M, Purdy G, Rappaz M, Trivedi R 2009 Acta Mater. 57 941

    [2]

    Yan Z M, Li X T, Cao Z Q, Zhang X A, Li T J 2008 Mater. Lett. 62 4389

    [3]

    Yasuda H, Toh H, Iwai H, Morita K 2007 ISIJ Int. 47 619

    [4]

    Yao W J, Dai F P, Wei B B 2007 Chin. Phys. Lett. 24 508

    [5]

    Wang N, Wei B B 2004 Chin. Phys. Lett. 21 1120

    [6]

    Li H, Wang G H, Bian X F, Zhang L 2001 Chin. Phys. Lett. 18 495

    [7]

    Li S F, Zhang D H, Bu K 2012 Rare Met. Mater. Eng. 41 559 (in Chinese) [李世峰, 张定华, 卜昆 2012 稀有材料与工程 41 559)

    [8]

    Fabietti L M, Seetharaman V, Trivedi R 1990 Metall. Trans. A 24 1299

    [9]

    Wang H M, Tang Y J, Zhang J H, Li A, Zhang Z Y, Yu Y, Hu Z Q 1993 Mater. Sci. Prog. 7 99 (in Chinese) [王华明, 唐亚俊, 张静华, 李敖, 张志亚, 于洋, 胡壮麒 1993 材料科学进展 7 99]

    [10]

    Li J J, Wang J C, Xu Q, Yang G C 2007 Acta Phys. Sin. 56 1514 (in Chinese) [李俊杰, 王锦程, 许泉, 杨根仓 2007 物理学报 56 1514]

    [11]

    Shi Y F, Xu Q Y, Liu B C 2012 Acta Metal. Sin. 48 41 (in Chinese) [石玉峰, 许庆彦, 柳百成 2012 金属学报 48 41)

    [12]

    Wang G, Xu D S, Yang R 2009 Acta Phys. Sin. 58 343 (in Chinese) [王刚, 徐东生, 杨锐 2009 物理学报 58 343]

    [13]

    Lu Y L, Chen Z, Lai Q B, Zhang J 2009 Acta Phys. Sin. 58 319 (in Chinese) [卢艳丽, 陈铮, 来庆波, 张静 2009 物理学报 58 319]

    [14]

    Pan S Y, Zhu M F 2012 Acta Phys. Sin. 61 228102 (in Chinese) [潘诗琰, 朱鸣芳 2012 物理学报 61 228102]

    [15]

    Kobayashi R 1993 Physica D 63 63410

  • [1]

    Asta M, Beckermann C, Karma A, Kurz W, Napolitano R, Plapp M, Purdy G, Rappaz M, Trivedi R 2009 Acta Mater. 57 941

    [2]

    Yan Z M, Li X T, Cao Z Q, Zhang X A, Li T J 2008 Mater. Lett. 62 4389

    [3]

    Yasuda H, Toh H, Iwai H, Morita K 2007 ISIJ Int. 47 619

    [4]

    Yao W J, Dai F P, Wei B B 2007 Chin. Phys. Lett. 24 508

    [5]

    Wang N, Wei B B 2004 Chin. Phys. Lett. 21 1120

    [6]

    Li H, Wang G H, Bian X F, Zhang L 2001 Chin. Phys. Lett. 18 495

    [7]

    Li S F, Zhang D H, Bu K 2012 Rare Met. Mater. Eng. 41 559 (in Chinese) [李世峰, 张定华, 卜昆 2012 稀有材料与工程 41 559)

    [8]

    Fabietti L M, Seetharaman V, Trivedi R 1990 Metall. Trans. A 24 1299

    [9]

    Wang H M, Tang Y J, Zhang J H, Li A, Zhang Z Y, Yu Y, Hu Z Q 1993 Mater. Sci. Prog. 7 99 (in Chinese) [王华明, 唐亚俊, 张静华, 李敖, 张志亚, 于洋, 胡壮麒 1993 材料科学进展 7 99]

    [10]

    Li J J, Wang J C, Xu Q, Yang G C 2007 Acta Phys. Sin. 56 1514 (in Chinese) [李俊杰, 王锦程, 许泉, 杨根仓 2007 物理学报 56 1514]

    [11]

    Shi Y F, Xu Q Y, Liu B C 2012 Acta Metal. Sin. 48 41 (in Chinese) [石玉峰, 许庆彦, 柳百成 2012 金属学报 48 41)

    [12]

    Wang G, Xu D S, Yang R 2009 Acta Phys. Sin. 58 343 (in Chinese) [王刚, 徐东生, 杨锐 2009 物理学报 58 343]

    [13]

    Lu Y L, Chen Z, Lai Q B, Zhang J 2009 Acta Phys. Sin. 58 319 (in Chinese) [卢艳丽, 陈铮, 来庆波, 张静 2009 物理学报 58 319]

    [14]

    Pan S Y, Zhu M F 2012 Acta Phys. Sin. 61 228102 (in Chinese) [潘诗琰, 朱鸣芳 2012 物理学报 61 228102]

    [15]

    Kobayashi R 1993 Physica D 63 63410

  • [1] 王刚, 徐东生, 杨锐. Ti-6Al-4V合金中片层组织形成的相场模拟. 物理学报, 2009, 58(13): 343-S348. doi: 10.7498/aps.58.343
    [2] 潘诗琰, 朱鸣芳. 双边扩散枝晶生长的定量相场模型 . 物理学报, 2012, 61(22): 228102. doi: 10.7498/aps.61.228102
    [3] 段培培, 邢辉, 陈志, 郝冠华, 王碧涵, 金克新. 镁基合金自由枝晶生长的相场模拟研究. 物理学报, 2015, 64(6): 060201. doi: 10.7498/aps.64.060201
    [4] 张玉祥, 王锦程, 杨根仓, 周尧和. 相场法模拟弹性场对沉淀相变组织演化及相平衡成分的影响. 物理学报, 2006, 55(5): 2433-2438. doi: 10.7498/aps.55.2433
    [5] 张静, 陈铮, 王永欣, 卢艳丽, 霍进良, 甄辉辉, 赵彦. 微观相场法模拟Ni75Al5.3V19.7 中L12和D022结构反位缺陷的演化. 物理学报, 2009, 58(1): 631-637. doi: 10.7498/aps.58.631
    [6] 张宪刚, 宗亚平, 吴艳. 相场再结晶储能释放模型与显微组织演变的模拟研究. 物理学报, 2012, 61(8): 088104. doi: 10.7498/aps.61.088104
    [7] 朱昌盛, 王智平, 肖荣振, 荆 涛. 二元合金微观偏析的相场法数值模拟. 物理学报, 2006, 55(3): 1502-1507. doi: 10.7498/aps.55.1502
    [8] 赵宇龙, 陈铮, 龙建, 杨涛. 晶体相场法模拟纳米晶材料反霍尔-佩奇效应的微观变形机理. 物理学报, 2013, 62(11): 118102. doi: 10.7498/aps.62.118102
    [9] 章春来, 王治国, 刘春明, 向霞, 袁晓东, 贺少勃, 李莉, 祖小涛. 横向划痕对光场调制的近场模拟. 物理学报, 2012, 61(8): 084207. doi: 10.7498/aps.61.084207
    [10] 卢艳丽, 陈铮, 来庆波, 张静. Ni75Cr25-xAlx合金中L12相和D022相形核孕育期的微观相场模拟. 物理学报, 2009, 58(13): 319-S326. doi: 10.7498/aps.58.319
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-07
  • 修回日期:  2013-01-15
  • 刊出日期:  2013-05-20

横向限制下凝固微观组织演化的相场法模拟

  • 1. 西北工业大学理学院, 空间应用物理与化学教育部重点实验室, 西安 710072;
  • 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: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2010CB631202)和西北工业大学基础研究基金(批准号: JC201272)资助的课题.

摘要: 凝固过程中横向限制挡板的存在对晶体微观结构的演化存在重要的影响, 不同性质的横向挡板将产生不同的限制效应, 对最终凝固微观组织形成起着决定性作用. 本文利用非等温相场模型, 定性地模拟了纯金属Ni凝固过程中横向限制的存在对其枝晶微观形貌演化的影响, 研究了不同尺寸及性质的横向挡板对枝晶微观结构形成的影响, 讨论了横向限制对不同初始枝晶间距枝晶形貌发展的作用. 计算结果表明, 横向限制挡板的存在将直接影响凝固过程中微观组织的形貌演化过程并最终改变微观结构. 随着横向挡板间距的减小, 微观组织变化更加明显; 挡板初始温度越低, 枝晶形貌改变越明显; 初始枝晶间距越大, 形貌变化越明显; 不同挡板高度对微观结构具有基本相同的影响.

English Abstract

参考文献 (15)

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