相場(chǎng)法模擬Ti-Al二元合金枝晶生長(zhǎng).pdf

1、Ti-Al基合金可在較高的溫度下工作，且具有密度小、抗氧化、抗疲勞等性能。枝晶的形成對(duì)Ti-A l合金性能有很大影響，控制枝晶形貌對(duì)改善合金性能有著重要意義。枝晶凝固過(guò)程中受大量參數(shù)和復(fù)雜的邊界條件影響，實(shí)際實(shí)驗(yàn)成本較高，使用計(jì)算機(jī)模擬可有效降低成本。
　　本文首先對(duì)相場(chǎng)方法的發(fā)展及相關(guān)理論進(jìn)行了論述。其次，以熵增加原理和熱力學(xué)定律為基礎(chǔ)，引入各項(xiàng)異性，構(gòu)造了包括描述相場(chǎng)有序參數(shù)的方程，建立二元合金相場(chǎng)模型。再次，編寫(xiě)數(shù)值模擬程序

2、，利用建立好的程序模型對(duì) Ti-Al二元合金的枝晶生長(zhǎng)進(jìn)行模擬。最后，研究了均勻溫度場(chǎng)條件下各項(xiàng)異性系數(shù)、界面動(dòng)力學(xué)系數(shù)以及界面能對(duì)枝晶的形貌和尖端生長(zhǎng)速度的影響，初步研究了非均勻溫度場(chǎng)條件下枝晶的生長(zhǎng)情況。得到如下結(jié)論：
　　1.各向異性強(qiáng)度對(duì)枝晶形成的影響主要體現(xiàn)在枝晶的形貌及生長(zhǎng)速度上，在各向異性強(qiáng)度系數(shù)較小時(shí)枝晶不明顯，當(dāng)各向異性強(qiáng)度增大時(shí)枝晶也隨之變成較為明顯的樹(shù)枝形態(tài)，并產(chǎn)生二次支臂，同時(shí)各向異性強(qiáng)度的增大還會(huì)加快枝晶