中文摘要：

本项目针对合金压力下凝固的形核和枝晶生长开展基础理论及计算机建模与仿真研究，取得如下成果（1）基于经典形核理论建立了描述压力下合金凝固过程的定量形核模型。采用典型铝合金进行挤压铸造实验，获得了不同压力下的冷却曲线和测温部位的晶粒密度。基于晶粒密度和局部冷却条件的对应关系，确定了模型参数，从而获得了可以定量描述合金在温度和压力双重作用下的形核模型。（2）基于Gibbs方法，推导了压力作用下二元合金凝固过程中固液界面平衡状态的数学表达式，即平衡状态下温度、压力、成分、界面张力之间的相互关系，为压力作用下凝固过程固液界面生长动力学研究提供了热力学依据。（3）采用元胞自动机（CA）方法建立了模拟合金在常压下凝固的枝晶生长模型。模型中考虑了溶质扩散、固液界面曲率、界面能各向异性等对枝晶生长动力学的影响。以镁合金枝晶生长为对象，对等轴枝晶和柱状枝晶的生长过程进行了数值模拟和实验验证，为压力下凝固枝晶生长模拟奠定基础。（4）基于上述压力下凝固的形核模型和固液界面平衡理论，建立了模拟挤压铸造条件下形核和枝晶生长的模型并开发了相应的模拟软件，实现了挤压铸造条件下合金微观组织演化过程的模拟与预测。