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《基于kks模型alcu合金等溫凝固過(guò)程相場(chǎng)法模擬》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、蘭卅I理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著航空業(yè)及汽車工業(yè)的發(fā)展，對(duì)鋁合金鑄件的需求量不斷增大，同時(shí)對(duì)其致密性、微觀組織和機(jī)械性能的要求也越來(lái)越高。用相場(chǎng)方法進(jìn)行鋁合金微觀組織形成的模擬，對(duì)優(yōu)化工藝參數(shù)、提高鑄件質(zhì)量，具有很重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本課題采用燦．2．m01e—cu合金為例去研究金屬的凝固過(guò)程。本文中，基于KKs模型，采用相場(chǎng)和溶質(zhì)場(chǎng)兩場(chǎng)耦合的方法對(duì)A卜2-mole—Cu合金凝固過(guò)程中枝晶生長(zhǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。該模型從自由能入手，考慮了動(dòng)力學(xué)各向異性和表面能各向異性的影響，為了模擬枝晶分枝的產(chǎn)生，在相場(chǎng)方程中加入了熱
2、擾動(dòng)項(xiàng)。本文采用Ⅵsualc++6．O實(shí)現(xiàn)程序的計(jì)算，為了提高計(jì)算效率和節(jié)省計(jì)算時(shí)間，應(yīng)用直接差分去求解兩場(chǎng)方程，實(shí)現(xiàn)宏、微觀場(chǎng)之間的耦合，然后以．TxT方式輸出計(jì)算結(jié)果，最后利用Tecplot9．0實(shí)現(xiàn)結(jié)果的可視化。在模擬過(guò)程中，本文從單個(gè)晶粒的枝晶生長(zhǎng)逐漸擴(kuò)展到多晶粒相互影響下的枝晶生長(zhǎng)，主要研究了各向異性系數(shù)、初始晶核濃度梯度與各向異性系數(shù)耦合、各向異性系數(shù)與過(guò)冷度耦合對(duì)單晶粒枝晶生長(zhǎng)及溶質(zhì)場(chǎng)分布的影響；溶質(zhì)偏析對(duì)兩晶粒枝晶生長(zhǎng)與溶質(zhì)分布的影響；過(guò)冷度對(duì)多晶粒枝晶生長(zhǎng)與溶質(zhì)分布的影響。模擬逼真的再現(xiàn)了二元合金枝
3、晶的生長(zhǎng)和擇優(yōu)等現(xiàn)象。最后，為了驗(yàn)證所建立的二維相場(chǎng)模型以及宏微觀耦合方法，對(duì)A卜2一mole—Cu合金模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的金相照片進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，其預(yù)測(cè)枝晶形貌和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好。關(guān)鍵詞：相場(chǎng)法；多晶粒；擇優(yōu)生長(zhǎng)；等溫凝固；二元合金基于KKs模型Al—cu合金等溫凝固過(guò)程相場(chǎng)法模擬AbstractWitllthedevelopmentofaViationautoInotivemdust劬thepmductionofaluminmalloyc剃ngsisiⅡcreasingrapidly，andthequalityofth
4、ecastingsincludingsolllldness，microstnlctIlre，andmech枷calpropertiesismores協(xié)ct．Modelingofmicrostn】cturefonllationusingphase—fiddmodel謝llhelptoeValuateaIldo刪血ize也ecastiIlgsprocess血gtechnologysoastoimproVetheirquali何weuseAl一2一mole—Cua110yasanex鋤pleto咖dythesolid矗ca
5、tionbecausegoodpr叩ertiesofcorrode-resistantaIldwearable．Inthispaper'thephaSemeldmodelbasingonKKSmodelⅥ虹chcoupledtheconcent硎onfieldisusedtosi塒lulatcInicro曲mcnlraldendiite伊ow山ofmultiple伊ainsforAl一2一mole-CumloyThea11isotropiesofsurfhceene培ya11dkine廿csarecoIlsidere
6、dandthethe瑚alnoiseisin廿oducedinto也eene唱yconservationequation；Intheprocessofsimulation，tllevisualC++6．0wasusedtocalculatethepro掣饑珈meaIldthcTecplot9．OwasusedtoachievetlleVisionofresults．InordertosavetimeofcalculationaIldimprove血eemciency，aninterpolativeme血0disuse
7、dtoachievethecouplingoftllemacmfieldaIld廿1emicrofield．Insimulation，thegrowmofdendriteswasexp鋤dedf如msillgle掣aintomuhiplegrains．wemairdystudiedttleiIlflueⅡceofdi仃eremaIliso訂opycoemcieⅡts、t11egradsofsolutcforinitialcorecouplillg謝血鋤iso曲pycoe伍cients、undercool訪goupli
8、ng謝nlaIlisotropycoemcientsonshapesofde珈dritesaIlddistributionofsoluteforsingle鏟aill；TheiIdluenceofsolmesegreg撕ononshapesofden“tesa11ddistributionofsolmefor柳ogr血saIldtheinnue
