DD6高温合金定向凝固枝晶生长的数值模拟研究

张航¹，许庆彦¹，史振学²，柳百成¹

1. 清华大学材料学院先进成形制造教育部重点实验室2. 北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室

摘 要：采用元胞自动机-有限差分（CA-FD）方法对DD6高温合金高速凝固法（HRS,high rapid solidification）定向凝固树枝晶三维生长过程进行模拟研究.建立温度场和溶质场耦合控制的枝晶生长模型,考虑抽拉速率和温度梯度等凝固条件的影响,同时考虑成分过冷、溶质分配系数、晶体择优取向等合金物性参数,模拟研究了枝晶形态的演化过程.模拟结果反映了高温合金树枝晶的竞争生长及形貌特征,描述了凝固过程的溶质分布变化及枝晶间距的动态调整过程.研究工作将模拟结果与实验结果进行了对比,两者吻合良好.模拟能够预测DD6高温合金HRS法定向凝固过程的枝晶形貌及一、二次枝晶间距动态调整过程.

关键词：元胞自动机;DD6高温合金;定向凝固;枝晶生长;数值模拟;