微重力环境下Al-Cu-X多元合金凝固过程数值模拟及实验验证

项目名称： 微重力环境下Al-Cu-X多元合金凝固过程数值模拟及实验验证

项目编号： No.10964004

项目类型： 地区科学基金项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 生物科学

项目作者： 王智平

作者单位： 兰州理工大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 随着航天技术的发展，空间应用基础研究也取得了重大进展。由于在微重力条件下材料制备过程的特殊性，空间材料科学成为目前国际上比较活跃的研究领域。本项目基于二元合金多相场模型及单相系统多元合金模型，结合热力学的分析计算和传热传质分析，充分考虑微重力场等对凝固晶体生长的影响，建立多元合金微重力环境下凝固过程相场模型。结合典型Al-Cu-Ni-Mg合金进行数值求解和相关程序开发，研究合理高效的相场模型计算方法，对微观组织的连续演化过程进行模拟仿真，研究微重力环境下Al初生晶及二元共晶体(Al+Al3Ni)或三元共晶体(Al+T+Al2Cu)形态分布，探索其初生晶和共晶组织演化机制。为了验证模拟结果的可靠性，将其与晶体生长的经典理论进行比较分析；同时利用落管实验，将模拟结果与同条件下的实验结果对比分析，以完善和改进计算模型。达到深入理解凝固组织形成机理，最终实现预测铸件的凝固微观组织和机械性能。

中文关键词： 相场法；多元合金；数值模拟；对流；微重力

英文摘要：

英文关键词： phase-field method；multicomponent alloy；numerical simulation；convection；microgravity