过热度、传热系数以及高斯分布参数对Ag-28Cu-2Ni合金凝固组织的影响
来源期刊：材料导报2019年第18期
论文作者：方继恒 刘曦 谢明 胡洁琼 王松 张吉明 杨有才 陈永泰 王塞北 李再久
文章页码：3077 - 3084
关键词：元胞自动机CA-有限元FE耦合模型（CAFE）;微观组织;过热度;传热系数;高斯分布参数;
摘 要：基于CAFE法（元胞自动机CA-有限元FE耦合模型）,借助Procast软件对水冷铜模浇铸条件下合金的三维微观组织结构进行模拟,模拟结果与实验结果一致。此外,研究了工艺参数（过热度和传热系数）以及高斯分布参数（平均过冷度、成核密度和过冷度标准方差）对合金凝固组织的影响。模拟结果表明,随着过热度的增大,柱状晶比例逐渐增大,细小柱状晶的晶粒尺寸变大,且CET（柱状晶向等轴晶转变）转化位置向合金铸件内部推移。水冷条件下（传热系数h=5 000 W/（m2·K））,Ag-28Cu-2Ni合金凝固组织几乎全为柱状晶,而且晶粒粗大。空冷条件下（传热系数h=2 000 W/（m2·K））,柱状晶区缩小,等轴晶区占主要部分。缓冷条件下（传热系数h=10 W/（m2·K））,铸件的凝固组织几乎全为等轴晶。此外,平均过冷度越高,柱状枝晶区域越大。最大成核密度越大,晶粒尺寸越小。随着标准偏差增大,晶粒分布更加离散化,且晶粒尺寸分布更加均匀。
方继恒，刘曦，谢明，胡洁琼，王松，张吉明，杨有才，陈永泰，王塞北，李再久
昆明贵金属研究所昆明理工大学材料科学与工程学院
摘 要：基于CAFE法（元胞自动机CA-有限元FE耦合模型）,借助Procast软件对水冷铜模浇铸条件下合金的三维微观组织结构进行模拟,模拟结果与实验结果一致。此外,研究了工艺参数（过热度和传热系数）以及高斯分布参数（平均过冷度、成核密度和过冷度标准方差）对合金凝固组织的影响。模拟结果表明,随着过热度的增大,柱状晶比例逐渐增大,细小柱状晶的晶粒尺寸变大,且CET（柱状晶向等轴晶转变）转化位置向合金铸件内部推移。水冷条件下（传热系数h=5 000 W/（m2·K））,Ag-28Cu-2Ni合金凝固组织几乎全为柱状晶,而且晶粒粗大。空冷条件下（传热系数h=2 000 W/（m2·K））,柱状晶区缩小,等轴晶区占主要部分。缓冷条件下（传热系数h=10 W/（m2·K））,铸件的凝固组织几乎全为等轴晶。此外,平均过冷度越高,柱状枝晶区域越大。最大成核密度越大,晶粒尺寸越小。随着标准偏差增大,晶粒分布更加离散化,且晶粒尺寸分布更加均匀。
关键词：元胞自动机CA-有限元FE耦合模型（CAFE）;微观组织;过热度;传热系数;高斯分布参数;
