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1合金凝固组织微观模拟研究进展与应用显示文摘凝固组织是连接合金成分与性能的桥梁,准确认识和把握合金凝固微观组织的形成机理、主导因素与控制途径,对凝固组织与性能的优化具有重要意义。近年来凝固过程数值模拟取得了显著进展,元胞自动机(cellular automaton,CA)在合金凝固组织模拟研究方面展现出极大潜力。本文阐述了凝固组织计算中常见的形核模型与特点,对CA法枝晶生长模拟中的关键环节进行了分析和探讨,在此基础上,简要概括了铸造、定向凝固等相关领域凝固组织宏观-微观耦合模型的开发和应用现状,并对凝固组织模拟的发展趋势进行了展望。王同敏 魏晶晶 王旭东 姚曼 2018金属学报2018,54,2:11
2合金凝固组织和气孔演变相场模拟研究进展显示文摘合金性能主要取决于凝固过程中形成的枝晶、共晶组织和气孔等缺陷的形貌和分布。凝固过程是一个热质流交互作用的复杂相变过程,对多物理场作用下凝固组织和气孔等缺陷进行研究,是掌握和控制凝固过程,获得优良材料性能的关键。本文综述了合金凝固组织和气孔演变模拟方法的研究进展,尤其对相场法在求解枝晶、共晶组织和气孔等缺陷方面的研究,从定性到定量、纯物质到多元合金、两相到多相、单物理场到多物理场耦合等角度进行了总结和展望;对当前相场模拟中的六大高性能算法进行了总结,提出未来的研究方向将集中在相场理论完善、参数确定和计算效率提升等方面。张昂 郭志鹏 蒋斌 熊守美 潘复生 2021中国有色金属学报2021,31,11:4
3铝合金凝固过程中缺陷预测模型研究进展显示文摘近些年航空航天对轻质高强抗疲劳铝合金的需求日益迫切,铸造缺陷的预测与抑制技术受到广泛重视。铝合金凝固过程中产生的氢气孔缺陷是疲劳失效的主要裂纹源,其预测与控制技术是高品质铝合金制备加工的核心工艺技术。在国外,元胞自动机(CA)等具有物理意义且计算效率较高的微观组织结构模型已成功地应用于先进铸造工艺的设计,如飞机发动机单晶叶片、飞机发动机涡轮盘,以及飞机蒙皮高强轻质铝合金工艺窗口优化。总结了计算模型应用于铝合金凝固过程中缺陷的预测及最新研究进展,提出了未来缺陷预测模型的发展方向。王兵 王俊升 2022航空制造技术2022,65,5:3
4Numerical simulation of microstructure evolution and microsegregation of U-Nb alloy during solidification process显示文摘In this work, a cellular automaton model has been developed to simulate the microstructure evolution of U-Nb alloy during the solidification process. The preferential growth orientation, solute redistribution in both liquid and solid, solid/liquid interface solute conservation, interface curvature and the growth anisotropy were considered in the model. The model was applied to simulate the dendrite growth and Nb microsegregation behavior of U-5.5 Nb alloy during solidification, and the predicted results showed a reasonable agreement with the experimental results. The effects of cooling rates on the solidification microstructure and composition distribution of U-5.5 Nb were investigated by using the developed model. The results show that with the increase of the cooling rate, the average grain size decreases and the Nb microsegregation increases.Bin Su Zhi-qiang Han Hong-zhang Deng Rong Ma Dong Chen Jun Wu Zhen-hong Wang 2017China Foundry2017,14,5:1
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