焊接熔池快速凝固过程的微观组织演化数值模拟

摘要

基于晶粒形成原理和枝晶生长动力学特点，建立了焊接熔池凝固过程中的形核、枝晶生长、溶质再分配及扩散的二维数学物理模型，对焊接熔池快速凝固过程中柱状晶向等轴晶的转变以及不同的冷却速度对这一转变过程的影响进行了模拟。结果表明，焊接熔池在快速冷却凝固过程中，溶质再分配与扩散明显；柱状晶向等轴晶转变时，熔池中心等轴晶凝固排出的溶质使柱状晶尖端浓度急剧升高，抑制了柱状晶的生长；冷却速度越大，柱状晶越容易向等轴晶转变，且转变所需时间越短。