题 目:Al-Cu合金凝固过程的定量相场模拟与X射线原位观察
报告人:陈云 副研究员(材料加工模拟研究部)
时 间:5月22日(周五)下午14:00
地 点:师昌绪楼 403 会议室
报告简介:
近年来,计算机数值模拟技术不仅推动了材料加工制备过程中的工艺优化设计和新产品的研发,而且在材料基础理论研究方面也具有举足轻重的作用。作为模拟研究微观组织演化的一种重要方法,相场方法发展尤为迅速。本研究主要集中在利用相场方法定量模拟Al-Cu合金定向凝固和连续冷却条件下等轴晶凝固过程,并结合同步辐射X射线原位实时观察数据,验证了相场数值模拟的准确性。根据模拟和实验结果,研究和分析了定向凝固过程固液界面形貌演化规律和连续冷却过程等轴晶的生长规律,并在定向凝固初始过渡阶段发现了固液界面形貌由胞状或者树枝状向海藻状组织转变的模式。由于实验中不可避免地存在自然对流,因此,为使模拟更准确地反映实际凝固过程,将流体动力学方程与相场模型进行耦合,研究了液体自然对流和凝固之间的相互作用,及液体流动对凝固晶体生长动力学和生长形貌的影响规律。根据模拟和实验之间存在的差异,以及凝固中尚存在的一些问题,展望了未来合金定量相场模拟的一些研究方向,如考虑自然对流的多晶生长模拟、液体流动和固相运动共同作用的枝晶模拟,异质颗粒作用下大尺度范围内的晶体生长以及偏析通道形成的模拟等。
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