TC4合金焊接熔池微观组织演变的数值模拟与分析

作     者：张敏 黄超 郭宇飞 张立胜 李继红 ZHANG Min;HUANG Chao;GUO Yu-fei;ZHANG Li-sheng;LI Ji-hong

作者机构：西安理工大学材料科学与工程学院西安710048 

出 版 物：《中国有色金属学报》 (The Chinese Journal of Nonferrous Metals)

年 卷 期：2020年第30卷第8期

页      面：1876-1886页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51974243) 陕西省自然科学基础研究计划项目(2019JZ-31) 西安市科技计划项目(201805037YD15CG21(16)) 

主　　题：TC4合金 熔池 微观组织 数值模拟 CA-FE法 

摘      要：在MATLAB模拟平台上基于CA-FE法(元胞自动机-有限元)结合晶粒的形核与生长理论,建立了TC4钛合金瞬态焊接温度场下熔池内微观组织演变的数值计算模型,基于该模型对焊接瞬态温度场及其作用下的微观组织演变进行了模拟。结果表明:温度场的计算结果符合焊接热过程局部热量集中且高度动态变化的特点,熔池边缘先形核,在温度梯度作用下晶粒以柱状晶的形式向熔池中心生长,最后形成粗大的柱状晶组织,固态相变阶段,熔池内组织迅速转变为α 马氏体。对模拟结果进行验证性实验,模拟结果与实验结果吻合性良好,显示所建数值计算模型可靠性较高。