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激光立体成形中熔池凝固微观组织的元胞自动机模拟
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG21[金属学及工艺—铸造]
  • 作者机构:[1]西北工业大学机电学院,西安710072, [2]西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安710072
  • 相关基金:中国博士后科学基金(批准号:2013M540771)、国家自然科学基金(批准号:51271213),国家重点基础研究发展计划(973)(批准号:2011CB610402)、国家高技术研究发展计划(863计划)(批准号:2013AA031103)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:201161021100161资助的课题.
中文摘要:

本文通过采用自适应网格技术,将激光立体成形的宏观温度场模型和凝固微观组织的低网格各向异性元胞自动机模型(cellular automaton, CA)结合,建立了适用于激光立体成形的集成数值模型。模型包括基材的温度场分布,熔池形貌和熔凝过程的凝固微观组织。模拟了激光扫描速度为15 mm/s时,激光作用在Fe-C单晶基材上形成熔池的形状以及熔池内凝固微观组织。计算结果揭示了熔池内固液界面从平界面失稳到胞/枝晶的非稳态凝固过程,并得到了平界面组织形成的白亮带。白亮带上方形成了外延生长的枝晶列。

英文摘要:

A two-dimensional multiscale model is presented for simulating laser melting process, which is the same as laser solid forming (LSF) without the addition of metallic powders into the molten pool. The metallurgical process in molten pool is simulated, including the temperature distribution, the pool shape, and the solidification microstructure. The shape of the molten pool and the microstructure in Fe-C single crystal substrate at a laser scanning speed of 15 mm/s is simulated. Results reveal the instability from planar interface to cell/dendrite morphologies in the molten pool. At the bottom of the molten pool, the growth morphology is planar interface, which is also called bonding zone. Epitaxial dendrite arrays can be seen to grow above the bonding zone.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876