Fe-C合金凝固组织元胞自动机-有限单元法三维模拟

摘要

使用有限元商业软件CALCOSOFT3D中的元胞自动机模型,对Fe-C合金凝固过程微观组织进行了模拟。形核模型采用基于高斯分布的连续性形核模型,两种形核分布函数分别处理型壁和熔体内部的形核；枝晶尖端生长速度与局部过冷度的关系采用KGT模型。计算了不同浇注温度、对流换热系数及溶液内部形核过冷度对凝固组织的影响。随着浇注温度从1778 K升到1823 K,晶粒密度由1.993×107m-2减小到1.983×107m-2,晶粒平均半径从183μm增大到196.3 μm；当对流换热系数由500 W/(m2·K)增加到5000 W/(m2·K),晶粒密度由2.114×107m-2减小到1.983×107m-2,晶粒平均半径从161.2 μm增大到196.3 μm；随着最大形核过冷度的增大,晶粒平均半径增大,当过冷度为8,平均晶粒半径达到233.8 μm。