球墨铸铁凝固显微组织的元胞自动机模拟

来源期刊：金属学报2015年第2期

论文作者：张蕾 赵红蕾 朱鸣芳

文章页码：148 - 158

关键词：球墨铸铁;凝固;离异共晶;元胞自动机;显微组织模拟;

摘    要：改进了前期工作建立的多相元胞自动机（multi-phase cellular automaton,MCA）模型,模拟以离异共晶方式凝固的球墨铸铁的显微组织演化.在模型中采用局部溶质平衡法计算石墨和奥氏体的生长动力学,并在石墨的生长模型中考虑石墨与Fe的密度比.该模型可以模拟出与实验观测相符合的显微组织形貌.应用该模型模拟分析了石墨与奥氏体的相互作用和竞争生长机制,讨论了冷却速率对凝固结束时石墨球大小和尺寸分布的影响,将模拟结果与实验结果进行了比较.结果表明:奥氏体的析出促进邻近石墨在液相中的生长;奥氏体和石墨两相的生长受C扩散控制;当石墨被奥氏体包围后,生长速度减慢.此外,随着冷却速率的增大,凝固时间缩短,石墨球平均半径减小,不同冷速条件下石墨球尺寸分布的变化规律与实验结果吻合较好.