Al-2%Cu二元合金微观组织模拟中液相扩散系数的计算.pdf

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1、第23卷第5期中国有色金属学报2013年5月V_0】．23NO．5TheChineseJournalofNOilferrousMetalsMay2013文章编号：1004—0609(2013)05—1189—06AI一2％Cu二元合金微观组织模拟中液相扩散系数的计算l、晓兵，李落星1,2张立强一，朱必武一，徐戎，2王水平(1．湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙410082：2．湖南大学机械与运载工程学院，长沙4100821摘要：采用改进的Miedema模型和Eyring模型，对A1—2％Cu合金的液相扩散系数进行理

2、论计算，建立了二元合金液相扩散系数的理论计算模型，解决实验难以测量液相扩散系数导致数据匮乏的难题。在Eyring模型中，引入液态合金黏度一时间的变化曲线，替代原模型中的溶剂黏度数值，以进一步提高计算结果的准确性。在微观组织模拟中，基于常规恒定液相扩散系数模拟结果的柱状晶比例为20．1％，而基于本研究计算所得的液相扩散系数曲线模拟结果的柱状晶比例为64．8％，更接近实验测得的柱状晶比例58．1％，很好地验证了液相扩散系数理论计算模型的可行性和准确性。关键词：A1．cu合金；Miedema模型；Eyring模型；扩散系数；微观组织中

3、图分类号：TG292文献标志码：ACalculationofliquidphasediffusioncoeficientinmicrostructuresimulationofAl一2％CubinaryalloyBUXiao—bing，LILuo—xing一，ZHANGLi—qiang，ZHUBi—wu1，XURong，WANGShui—ping(1．StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufacturingforVehicleBody，HunanUniversity，Changsha4

4、10082，China；2．CollegeofMechanicalandVehicleEngineering，HunanUniversity,Changsha410082，China)Abstract：TheliquidphasediflusioncoeficientofAl一2％CualloywascalculatedwiththemodifiedMiedemamode1andEyringmodel，tofurtherimprovetheaccuracy．Themathematicalmodelofliquidphasedif

5、fusioncoeficientinbinaryalloywasestablishedtoresolvethelackofliquidphasedifusioncoeficientdatathataredificulttomeasureintheexperiment．Insteadofthesolventviscosityvalue，theviscosity—temperaturecurveofliquidalloywasintroducedintotheEyringmodeltoincreasetheaccuracyofcal

6、culation．Inthemicrostructuresimulation，thesimulatedproportionofcolumnargrainsbasedonthenormalconstantliquidphasediffusioncoeficientis20．1％：whiletheproportionofcolumnargrainsbasedonthecalculatedliquidphasediffusioncoeficientwiththedevelopedmodelis64-8％．whichismuchclos

7、ertotheexperimentalresultof58．1％．indicatingthatthemathematicalmodelofliquidphasedifusioncoeficientiSfeasibleandaccurate．Keywords：A1一Cualloy；Miedemamodel；Eyringmodel；difusioncoeficient；microstructure目前，微观组织研究发展缓慢的重要原因是缺少温度、合金成分无关的常数，这种简化处理在一定程模拟必需的物性参数，而这些参数往往是影响微观组度上

8、严重影响了定量描述凝固组织结构的准确性。织模拟准确性的关键因素，如液相扩散系数等。在以由于液体分子问作用力的影响，所以液体分子不往的微观组织模拟卜中，通常假设液相扩散系数是与像固体有固定的晶格，难以用数学手段准确描述。并基金项目国家“十二五”科技支撑计划项目(2