基于三维CAFE法计算真空自耗电弧熔炼钛合金铸锭的凝固组织

Hongchao Kou,Yingjuan Zhang,Pengfei Li,Hong Zhong,Rui Hu,Jinshan Li,Lian Zhou

Rare Metal Materials and Engineering（2014）

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摘要

建立三维多尺度数学模型计算Ti-6Al-4V合金铸锭真空自耗电弧熔炼(VAR)过程中的温度场、流场及凝固组织的形成.该模型包括宏观质量、动量及能量守恒方程和介观晶粒形核生长模型.在传热与流动计算的基础上,模拟铸锭VAR过程中的三维凝固组织的形成.对比计算结果与实验观察可知,两者在晶粒结构与晶粒生长方式方面吻合较好.当考虑VAR过程中熔池表面的辐射换热后,铸锭项部的柱状晶被很好地呈现.最后,考察了自然对流对铸锭凝固组织的影响,计算结果表明自然对流对柱状晶-等轴晶转变(CET)及晶粒尺寸影响较大,表现为促进CET及细化晶粒.

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关键词

vacuum arc remelting (VAR),temperature field,solidification structure,natural convection,titanium

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