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基于Thermo-Calc多元多相合金微观偏析及凝固路径数值计算-材料加工工程专业论文
Abstract
Microsegregation is a prevalent phenomenon in a solidification process. The research on microsegregation is very important to understand the solidification behavior and predicate the solidification structures and properties. Most of the engineering alloys are multicomponent and multiphase. Therefore, microsegregation modeling for multicomponent and multiphase alloys, and predicting their solidification behaviors and structures have important scientific and engineering significances. The thermodynamic data supplied by the phase diagram is necessary in calculating the microsegregation. But the phase diagrams of multicomponent alloys are very scarce.
In order to enhance the computational efficiency and simplify the modeling,most
of the micro solidification models for multicomponent and multiphase alloys established so far, supposed completely mixing in the liquid phase,that is,only the solid-phase
diffusion is considered while assuming a sufficiently large liquid diffusion. A unified micro-/macro-segregation model was proposed by the present research group also Based on this assumption. In the present thesis, a numerical simulation technique will be adopted to investigate the solutes redistributions and diffusion behaviors in both the growing solid-phase and interdendritic liquid. The major accomplished work includes:
A coupling algorithm with Thermo-Calc for the solidification paths of multicomponent and multiphase alloys is established, by modifying our research group’s previous numerical model, which is for a long-scale directional solidification of binary alloy, available for the microsegregation and solidification path calculations for multicomponent and multiphase alloys.The corresponding calculation procedure is written using FORTRAN. Computations for the solidification paths of Al-3.66%Cu- 6.46%Si .Al-26.9%Cu-2.07%Si and Al-11.35%Cu-21.73%Mg are performed and the results are compared with that by the unified micro-/macro-segregation model.
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