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Ti-6Al-4V合金熔模铸造过程中的固态相变微观组织演变的数值模拟
  • ISSN号:0412-1961
  • 期刊名称:《金属学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG249.5[机械工程—精密仪器及机械;金属学及工艺—铸造]
  • 作者机构:[1]清华大学材料学院先进成形制造教育部重点实验室,北京100084, [2]北京航空材料研究院,北京100095
  • 相关基金:中欧航空科技合作项目,欧盟地平线2020--研究与创新框架方案,国家重点基础研究发展计划项目No.2011CB706801,国家自然科学基金项目Nos.51171089和51374137,国家重大科技计划项目No.2012ZX04012011及国家高技术研究发展计划项目No.2007AA042141
中文摘要:

针对Ti-6Al-4V合金熔模铸造固态相变过程中的微观组织演变,对a相片层的生长,采用了多组元Zener-Hillert模型计算片层边缘生长速率,根据溶质守恒,建立片层宽面的生长速率多元溶质扩散生长模型,模拟得到了多个口相集束竞争生长的微观组织。模拟结果表明,Ti-6Al-4V合金熔模铸造固态相变过程中,瑾相片层边缘生长受杂质元素影响较小,而在宽面上,杂质元素含量引起的过冷度占总过冷度的比例约为0.45;Ti-6Al-4V合金熔模铸造固态相变潜热约为70kJ/kg,与JMatPro软件中的数据吻合较好。模拟得到的组织形态结果与金相组织吻合较好,模拟得到的生长速率与实验估测的速率相当。

英文摘要:

Investment casting is widely used in producting complex thin-wall titanium alloy compo- nents. In this process, the β→α phase transformation decides the final microstructures of these compo- nents. However most of present studies on phase transformation of titanium alloys focus on the micro- structure evolution in heat treatment process or after deformation rather than in casting process now. It is a main reason only this work aims at the solid phase transformation of Ti-6Al-4V alloy in investment cast-ing. In this work, the growth model of edge of a phase plates based on multi component Zener-Hiller mod- el, and the growth model of broad face of a phase plates based on diffusion and conservation of multi components were established. The growth competition of different colonies, which consist of a phase plates in same orientation, was simulated and the microstructures and their evolution with temperature were obtained. The comparison between simulated microstructures and their evolution with temperature and experimental data indicated that the proportion of undercooling degree caused by impurities in the al- loy is about 45% of the total undercooling degree in broad face of a phase plates and a much smaller por- tion in edge of α phase plates. The comparison also showed that the enthalpy change of solid phase transformation of titanium alloy is about 70 kJ/kg. The simulated and experimental morphologies look like similar and the simulated growth rate is also in good accordance with experiment inferred qrowth rate.

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期刊信息
  • 《金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学协术协会
  • 主办单位:中国金属学会
  • 主编:柯俊
  • 地址:沈阳文化路72号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:shxiao@imr.ac.cn
  • 电话:024-23971286
  • 国际标准刊号:ISSN:0412-1961
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1139/TG
  • 邮发代号:2-361
  • 获奖情况:
  • 第一、二届全国优秀科技期刊评比一等奖,第一、二、三届国家期刊奖,国家期刊方阵"双高"期刊,第一、二、三届中国科学院科技期刊评比一等奖,中国科学院优秀期刊特别奖,第一、二、三、五届中国科协优秀科技期刊评比一等奖,中国科协精品期刊工程A类、B类,第一、二、三、四、五届中国百种杰出学术期刊,首届出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),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)
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