采用温度回升法对任意结晶区间的铸件凝固结晶潜热的数值计算

傅恒志¹，郭景杰¹，徐达鸣¹，白云峰¹

(1.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨,150001)

摘要:铸件凝固结晶潜热的释放行为与凝固传热、溶质传输及铸造合金种类与成分等诸多因素有关,合金凝固过程中其温度、固相体积分数与液相成分(T-fs-CL)三者之间一般存在着非线性强耦合关系.采用合金凝固传输统一模型及温度回升(补偿)法提出的处理任意结晶温度区间(包括零结晶区间)凝固潜热释放问题的数值迭代计算方法,对不同合金成分与不同固相反扩散效应的二维Al-Cu合金铸件定向凝固传输过程进行了数值计算,表明该方法对于从纯金属到共晶成分的不同成分合金及从Scheil模型到Lever-Rule模型之间的任意凝固模式均是有效的.将该方法推广应用于叶片铸件三维凝固传输过程的T-fs-CL耦合数值模拟仍显示出高的计算效率.通过对计算结果进行的三维图像数据处理,展示了铸件几何形状对凝固传输行为的重要影响.

关键词:凝; 固传输,结晶潜热,温度补偿法,数值模拟;

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