《共晶合金快速凝固過程微觀組織演化的多相場模擬》是依託同濟大學，由楊玉娟擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：共晶合金快速凝固過程微觀組織演化的多相場模擬
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊玉娟
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目利用多相場數值模擬技術，建立Ni-Ni3Si系共晶合金快速凝固過程的多相場理論模型，模擬不同過冷度條件下的Ni-Ni3Si共晶合金的微觀組織形貌，揭示其形態演化規律；此外，通過計算共晶生長過程中的共晶層片間距、界面過冷度和生長速度，建立三者之間的數學關係，修正共晶快速凝固理論模型；根據模擬結果定性分析共晶凝固液/固界面的穩定性；通過增大液/固界面前沿的過冷度，闡明非規則共晶組織的形成及演化過程，以及規則共晶向非共晶的轉變機制；最後將模擬結果與實驗結果對比，建立統一的共晶凝固理論模型。
結題摘要
本項目利用多相場數值模擬技術，建立了共晶合金快速凝固過程的多相場理論模型，通過確定模型參數，編制模擬程式，計算了不同抽拉速度下的共晶形態演化，總結形態選擇規律。建立了不同抽拉速度下的共晶形態選擇圖。恆速生長模擬結果表明，對於恆速生長，在抽拉速度比較低時，共晶層片首先發生合併現象，獲得較大的層片間距以後仍以層片形式進行生長；抽拉速度增大後，層片仍發生合併隨後向棒狀形態轉變；進一步增大抽拉速度，共晶層片不再發生合併僅以初始層片間距進行穩態生長；但是更大的抽拉速度將導致層片的振盪生長甚至層片細化。變速生長過程模擬結果表明，共晶形態的改變、界面平均生長速度與平均過冷度的變化相對變速位置和變速時刻均產生滯後效應，但變速前後共晶形態的選擇與恆速下相應速度區間的共晶形態的選擇相吻合。界面平均生長速度和平均過冷度之間的關係與理論研究定性一致。此外，通過計算共晶生長過程中的共晶層片間距、界面過冷度和生長速度，建立三者之間的數學關係，修正共晶快速凝固理論模型，根據模擬結果定性分析共晶凝固液/固界面的穩定性；另外利用多相場數值模擬方法對固定層片間距下不同層片厚度的三維層片過共晶生長形態演化行為進行了模擬。並研究了定向凝固過程晶粒的競爭生長。
