强界面能各向异性下二元Ni-Cu合金枝晶生长过程的相.PDFVIP

第 21 卷第 7 期 中国有色金属学报? 2011 年 7 月? Vol.21?No.7? The?Chinese?Journal?of?Nonferrous?Metals? Jul. 2011? 文章编号：1004-0609(2011)07-1656-08? 强界面能各向异性下二元?Ni-Cu?合金 枝晶生长过程的相场法模拟 袁训锋,? 丁雨田? (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)? 摘 要：基于?Wheeler?模型和?Eggleston?修正强界面能各向异性的方法，建立耦合溶质场和温度场的相场模型， 模拟强界面能各向异性下 Ni-Cu 合金枝晶生长过程。结果表明：在强界面能各向异性作用下，界面方向枝晶生长 不连续且枝晶出现棱角；由于枝晶尖端温度梯度和溶质梯度较大，枝晶生长迅速。当界面能各向异性强度低于临 界值时，枝晶尖端生长速度随界面能各向异性强度的增加而增大；当界面能各向异性强度等于临界值时，枝晶尖 端生长速度下降?4.34%；当界面能各向异性强度大于临界值时，枝晶尖端生长速度随界面能各向异性强度的增加 先增大到极大值后逐渐减小。当无量纲热过冷度较小时，晶体平衡形貌为类矩形；随着无量纲热过冷度的增加， 晶体平衡形貌向枝晶转变，枝晶尖端生长速度先呈幂指数增加，然后呈线性增加，枝晶生长由扩散控制转变为动 力学控制。 关键词：Ni-Cu 合金；界面能；各向异性强度；过冷度；相场法；枝晶生长 中图分类号：TG146? 文献标志码：A? Phase-field?simulation?of?dendrite?growth process for? binary?Ni-Cu alloy?with?anisotropy?of strong?interface?energy? YUAN?Xun-feng,?DING?Yu-tian? (State?Key?Laboratory?of?Gansu?Advanced?Nonferrous?Metal?Materials,? Lanzhou?University?of?Technology,?Lanzhou?730050,?China)? Abstract：Based?on?the?Wheeler?model?and?the?Eggleston?regularization?technique?of?the?anisotropy?of?strong?interface? energy,? the? phase-field? model? was? built? by? coupling? the? solute? field? with? temperature? field,? and? the? dendrite? growth? process?of?the?anisotropy?of?strong?interface?energy?of?Ni-Cu?alloy?was?simulated.?The?results?show?that?the?variation?of? interface?orientation?discontinuous?and?the?corners?form?on?the?dendrite?with?the?anisotropy?of?strong?interface?energy,? the?dendrites?grow?fast?due?to?the?large?temperature?gradi