机械工程材料

作者：郭钊, 周建新, 沈旭, 殷亚军, 计效园, 王圣

关键词：元胞自动机, 高温合金, 枝晶生长, 数值模拟

提出了一种改进元胞自动机方法，该法充分考虑了溶质场和热扩散对枝晶生长的作用，并基于溶质场方程的27点离散格式，对多元高温合金凝固时的枝晶生长行为进行了数值模拟和试验对比，研究了枝晶生长形貌演变和单晶叶片铸件杂晶形成规律。结果表明：增大过冷度能促进枝晶快速生长，但由于溶质富集，单晶粒枝晶尖端生长速率随时间延长而逐渐减小；当冷却速率较低时，铸件等截面区域偏离热流取向的枝晶会淘汰与热流取向相同的枝晶；在定向凝固枝晶生长中，等温线内凹温度场中的变截面区域易形成杂晶；上述模拟计算结果和试验结果及相关文献的研究结果一致，该改进元胞自动机方法具有一定的有效性和实用性。

来源：2020年第2期

《机械工程材料》期刊编辑部

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