Fe-C合金凝固过程中的NbN析出模拟

作     者：史祎涵 孟祥宁 金怡然 生月伟 Shi Yihan;Meng Xiangning;Jin Yiran;Sheng Yuewei

作者机构：东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 

出 版 物：《材料与冶金学报》 (Journal of Materials and Metallurgy)

年 卷 期：2024年第23卷第4期

页      面：367-373页

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52074071) 

主　　题：元胞自动机 LGK模型 枝晶生长 夹杂物析出 

摘      要：基于金属凝固和元胞自动机(CA)原理,提出了钢凝固过程柱状晶生长与夹杂物跨尺度的耦合模型及算法,并与Lipton-Glicksman-Kurz(LGK)解进行对比验证,还利用CA耦合模型模拟了Fe-C-Nb-N合金凝固过程中的柱状晶生长与NbN析出情况.结果表明:跨尺度CA耦合模型可以准确地模拟Fe-C-Nb-N体系柱状晶生长及夹杂物析出过程;在模拟柱状晶的生长过程中,当固相率达到0.53时,枝晶竞争生长明显并存在二次枝晶生长,当固相率达到0.71时,NbN开始析出;在NbN析出过程中,NbN呈点球状或不规则形貌,粒径为0.3~2.8μm,这与实验结果较为吻合.