高速定向凝固溶质偏析的相场法数值模拟  

作　　者：肖荣振[1] 徐建林[2] 王智平[1] 朱昌盛[2] 李文生[1] 

机构地区：[1]兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,兰州730050 [2]兰州理工大学材料科学与工程学院,兰州730050

出　　处：《自然科学进展》2007年第9期1273-1278,共6页

基　　金：甘肃省科技攻关项目(GS992-A52-052)资助课题

摘　　要：利用耦合溶质场的相场模型,采用温度冻结近似条件对单相二元合金高速定向凝固的界面形态及溶质偏析进行了模拟,展现了定向凝固过程中的平-胞-平转变,研究了固相扩散系数Ds及溶质梯度系数δ对模拟结果的影响.研究结果表明,随着界面推进速度的增加,界面形态由初始平面生长转变为胞晶/细胞晶以及平界面生长;随着固相溶质扩散系数Ds的增加,界面推进速度减小,溶质分配系数减小,界面前沿溶质扩散层变厚,微观偏析程度减小,得到成分均匀的胞晶组织.但是,当Ds小于10-7cm2/s时,Ds对界面推进速度及溶质浓度分布都没有明显的影响.随着溶质梯度系数δ的增加,胞晶尖端生长速度相应增加,溶质分配系数k增大,溶质截留效应明显.

关 键 词：相场方法 高速定向凝固 溶质偏析 溶质截留 

分 类 号：TG132.32[一般工业技术—材料科学与工程]