Fe-C合金等温凝固过程枝晶形貌的相场法模拟

摘要

基于KKS模型,采用相场和溶质场耦合的方法,对Fe-0.5%C(摩尔分数)合金凝固过程枝晶的生长进行了数值模拟,研究了晶粒的长大过程及各向异性强度和扰动等对枝晶形貌的影响。结果表明:晶体生长初期,晶粒形貌为球状,随着时间的推移,晶粒形貌由球状经星形向枝晶形转变,最后形成复杂的树枝晶;随着各向异性的增大,晶粒形貌由球形逐渐向四边形转变,最后形成树枝形;各向异性使晶粒形貌以枝晶方式生长,扰动是引发枝晶的侧向分支的主要原因。