K4169合金叶片熔模铸造过程的温度场及微观组织的耦合模拟

刘林¹，王勤峰¹，郭鹏¹，刘汉武²

(1.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西,西安,710072;
2.北方交通大学机械系,北京,100044)

摘要:考虑存在热传导、热辐射等实际凝固边界条件,根据相变热传导等效热容法有限元理论,对K4169合金叶片熔模铸造过程中的温度场分布进行了瞬态求解,得出了叶片纵剖面和横断面上各点处的温度值随时间的变化规律.再以此为基础,根据Rappaz等提出的等轴生长溶质扩散模型计算出每一时间步长后固相分数的变化,用此值来修正该时间步长内结晶潜热释放后的温度,再利用连续形核模型和枝晶尖端生长的动力学模型,采用胞状自动机技术,对K4169合金叶片凝固时的晶粒组织形成过程进行了耦合模拟.模拟结果与实验测试所得的金相组织相符,这为研究K4169合金叶片的高温力学性能和耐腐蚀性能奠定了重要的理论基础.

关键词:K4169合金; 叶片; 凝固; 相变; 温度场; 有限元分析; 耦合模拟;

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