Al—Cu—Mg三元合金的溶质分凝与凝固进程的数值模拟研究.pdfVIP

学兔兔 Aug．2009 铸 造 VoI．58 NO．8 FOUNDRY ·813 · ■，u■ -· 、● ■^ 、 ^^ ●^_、 {计算机应用 { 、^， ^， ■r■、，■ ■ ^■Vr■ 一 - Al—Cu—Mg三元合金的溶质分凝与凝固进程的 数值模拟研究 钟 斌，介万奇，刘永勤，何 志 (西北工业大学凝固技术国家重点实验室，陕西西安710072) 摘要：基于相图计算方法，耦合微观凝固模型，研究了AI．Cu．Mg合金溶质分配因数在凝固过程中的变化规律，并获得 了分凝特性与固相体积分数变化的定量关系。以AI一3．9％Cu一0．9％Mg~例计算表明，Cu与Mg的溶质分配因数在凝固过 程中变化较大，并且，冷却速率的变化对cu和Mg的分配因数有较大的影响。以溶质分凝规律为基础，定量预测了 A1．15．O％Cu．4．O％Mg合金在不同冷却速率下的固相体积分数随温度的变化曲线。计算表明，随着冷却速率的增大，该 曲线向低固相体积分数方向移动，并且非平衡共晶的体积分数增大。其中，在6K／min下的计算结果与DTA分析结果基 本一致。 关键词：溶质分凝因数；A1 Cu—Mg合金；微观凝固模型；凝固曲线 中图分类号：TG244 文献标识码：A 文章编号：1001—4977(2009)08—0813—04 NumericaI Simulation on Solute Partition and Solid Fraction Evolution in Solidification of AI—-Cu--Mg Alloys ZHONG Bin，JIE Wan—qi，LIU Yong—qin，HE Zhi (State Key Laboratory of Solidification Processing，Northwestern Polytechnical University Xi’an 71 0072，Shaanxi，China) Abstract：By coupling micro—scale solidification mode1 with CALPHAD technology．the variation of solute partition coefficients for elements Cu and Mg was numerically studied during dendritic solidification process of A1．Cu—Mg alloys．By taking alloy AI-3．9％Cu-0．9％Mg as an example，the variation of solute partition coe仟icients as the function of solid volume fraction was obtained．It was found that the partition coe仟icients changed greatly during solidification process and strongly depended on the cooling rate．Furtherm0re，the evolution of solid volume fraction，i．e．，fs—Tcurve，for AI-1 5．O％CU-4．0％Mg alloy was also quantitatively predicted at