MC法模擬二元合金的共晶凝固.pdf

1、共晶合金是一種實(shí)用價(jià)值很高的合金，但是由于其凝固過程中的晶體生長(zhǎng)十分復(fù)雜而多樣化，所以弄清楚多種因素之間的因果關(guān)系，并不是一件十分容易的事情。當(dāng)然，共晶合金的凝固過程中的晶體生長(zhǎng)也是受傳熱，傳質(zhì)以及固液界面能所控制，故在此對(duì)復(fù)雜的晶體生長(zhǎng)過程，控制晶體生長(zhǎng)的諸因素以及作用機(jī)理的概要進(jìn)行闡述。本文對(duì)Pb-Sn共晶合金在忽略一些影響較小的因素基礎(chǔ)上運(yùn)用計(jì)算機(jī)，采用MC算法對(duì)其在共晶凝固長(zhǎng)大時(shí)，即平衡凝固時(shí)的生長(zhǎng)過程和形貌進(jìn)行模擬。

2、本文主要展開以下幾個(gè)方面的工作： 1、在對(duì)Pb-Sn共晶合金進(jìn)行模擬時(shí)，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外學(xué)者運(yùn)用蒙特卡羅法模擬晶體生長(zhǎng)時(shí)的成果和不足，采用改進(jìn)后的蒙特卡羅算法，分析了Pb-Sn共晶合金生長(zhǎng)過程中的可逆過程，確定了產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方法和程序，建立了Pb-Sn共晶合金的模擬模型，運(yùn)用模擬的原理及其周期性邊界條件對(duì)Pb-Sn共晶合金生長(zhǎng)過程進(jìn)行模擬。 2、根據(jù)共晶凝固的原理和機(jī)制及在此基礎(chǔ)上共晶合金的生長(zhǎng)形態(tài)，特別是片層狀合金生長(zhǎng)的定

3、性分析，根據(jù)E.Cadirli，M.Gūndūz所作的Pb-Sn共晶合金凝固的試驗(yàn)，確定Pb-Sn共晶合金模擬所需要的物理參數(shù)，即為層間距λE同溫度梯度G，生長(zhǎng)速率V和冷卻速率GV，根據(jù)Jackon-Hunt模型及其片層狀合金形成的過冷度和界面的平均曲率得出了λE和G(V恒定)，或λE和V(G恒定)之間的關(guān)系：即當(dāng)G，V和GV增大時(shí)，λE是減小的。 3、以前兩項(xiàng)工作為基礎(chǔ)和依據(jù)，編制程序進(jìn)行模擬，并最終得出結(jié)果，將模擬的結(jié)果同實(shí)