刘秋晓
,
王发展
,
张院
,
陈海鹏
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160613
Cu-Cr材料是两相复合材料,铬粒子通常以嵌入在铜基体中的形式存在,凝固过程中存在着严重的偏析现象,进而对凝固温度场的分布产生影响.为分析Cr相偏析对温度场分布的影响,基于Eulerian-Eulerian方法,建立了三维凝固偏析模型,利用Fluent模拟计算,偏析模型采用浓度梯度▽SCr和分布面积梯度▽SCr来表示,得到了Cu-6.5%Cr的凝固偏析分布和温度场分布.结果表明:由于Cr的熔点比较高,当tta时,顶部的Cr会大量聚集,形成顶部偏析,两侧Cr相"困"于糊状区,形成壁面偏析;随着凝固界面横向推移,壁面偏析对壁面温度场的分布产生影响,Cu的传热系数是Cr的3.85倍,随着Cr相偏析度的增加,降低了基体壁面的传热效率,导致温度梯度变大.研究工作将模拟结果与实验结果进行了对比,证明了模型的准确性.
关键词:
凝固偏析
,
浓度梯度
,
分布面积梯度
,
温度场
,
传热效率
