搅拌铸造SiC_p/Al-7．0Si复合材料的三维微观组织模拟

摘要

对搅拌铸造法制备SiC颗粒(SiC_p)增强Al-7．0%Si(质量分数)复合材料的微观组织形成过程进行了模拟研究,建立了常规凝固条件下相应的宏观传热、等轴枝晶形核、生长以及颗粒推移的三维计算模型,采用一种改进的CA(cellular automaton)方法与有限差分法耦合进行数值计算,研究了不同颗粒体积分数对复合材料宏观传热、微观组织以及颗粒分布的影响．为了验证模拟结果,浇注了阶梯形金属型和砂型试样．结果表明,模拟得到的复合材料颗粒分布及微观组织与实验结果吻合良好．随着颗粒体积分数的增加,凝固时间逐渐缩短,基体晶粒逐渐细化,颗粒分布趋向均匀．