半连续铸造组织的多尺度模拟及半固态合金的设计.pdf

种 铸 造 及 有 色 合 金 2009 年 第 29 卷 第 1 期 半 连 续 铸 造 组 织 的 多尺 度 模 拟 及 半 固态 合 金 设 计 ’ ’ 。 。 周 志 敏 邓 叙 燕 王 娜 。 路 贵 民 1． 北 理 化 2． 北 大 磁 过 ( 东 大 学材 料 物 与 学研 究 所 ； 东 学材 料 电 程 研 究教 育部 重 点 实验 室 3 ． 理 工 大 源 与 环 境 工 程 院 ) ； 华 东 学 资 学 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 — C u A I C u 对 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 C u 8． 00 ％ 量 较 高 的 晶界 ；当 合 金 含 量 为 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 Z L 20 1 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 。 关 键 词 多尺 度 模 拟 ；半 固态 成 形 ；近 液 相 线 铸 造 ；液 固相 变