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浇注温度对半连续铸造组织影响的多尺度模拟

期刊名称：特种铸造及有色合金
时间：0
分类：TG249.7[金属学及工艺—铸造] TB115[理学—数学;理学—应用数学;一般工业技术]
作者机构：[1]华东理工大学资源与环境工程学院, [2]东北大学材料物理与化学研究所
相关基金：国家自然科学基金资助项目（50674032）;教育部新世纪优秀人才支持计划项目（NCET-04-0279）
相关项目：半固态合金的设计方法及理论研究

中文摘要：

利用多尺度模拟方法研究了半连续铸造时浇注温度对合金凝固组织的影响。建立了描述连续铸造过程的温度场模型及相变模型，通过固相率变化将宏观尺度上的温度场计算和介观尺度上的微观组织模拟耦合起来，将计算得到的Al-Cu合金在宏观尺度上的稳态温度场数据映射到介观尺度上，利用液固相变区域中元胞的平均过冷度确定连续铸造过程中各个元胞的形核。用元胞自动机方法计算Al-Cu合金在Cu含量为8％和10％（质量分数，下同）、铸造速度为2．0mm／s、浇注温度分别高于液相线50K和5K以及液相线时的凝固组织。计算表明，近液相线浇注可获得比常规铸造更好的凝固组织，Cu含量为8％和10％的Al-Cu合金，可在较大的近液相线温度范围内获得晶粒大小和分布良好的合金组织。

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