半连续铸造组织的多尺度模拟及半固态合金设计  

Multi-scale simulation of microstructural evolution in semicontinuous casting and semisolid alloy design

作　　者：周志敏[1] 邓叙燕[1] 王娜[1,2] 路贵民[3] 

机构地区：[1]东北大学材料物理与化学研究所 [2]东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室 [3]华东理工大学资源与环境工程学院

出　　处：《特种铸造及有色合金》2008年第S1期499-504,共6页Special Casting & Nonferrous Alloys

基　　金：国家自然基金项目(50674032);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-04-0279)

摘　　要：用多尺度模拟方法研究了半连续铸造过程中微观组织的演变,提出了基于微观组织演变模拟的半固态合金设计方法。针对连续铸造过程建立了温度场及相变模型,通过固相率变化将宏观和介观尺度的计算联系起来;用外推法建立的连续铸造出口处的非物理边界条件对稳态温度场的计算精确高效;通过多尺度模拟研究了合金成分、浇注温度和浇注速度对Al-Cu合金凝固组织及成分分布的影响。结果表明,晶粒以枝晶方式生长,不同取向的相邻晶粒相遇时形成合金含量较高的晶界;当Cu合金含量在8.0%时,铸造速度和浇注温度对组织形貌的影响较小,可获得大小和分布均匀的半固态合金组织。对ZL201合金的近液相线铸造组织的模拟结果与试验结果吻合。研究表明,多尺度模拟是半固态合金设计及其工艺参数预测的有效方法。The microstructural evolution of Al-Cu alloy in semi-continuous castings was simulated by using multi-scale calculation method. A new method for semisolid alloy design is proposed on the basis of microstructural simulation. The theoretical models of temperature field and phase transformation were established with respect to the continuous casting process. The solid fraction was used to couple the models for macro-scale and mesoscale calculations. A method of treating the non-physical boundary was proposed f...

关 键 词：多尺度模拟 半固态成形 近液相线铸造 液固相变 

分 类 号：TG249.9[金属学及工艺—铸造]