强制对流和高各向异性对枝晶生长的影响

基于修正的Wheeler相场模型,建立耦合溶质场、温度场和流场的相场模型,研究Ni-Cu合金凝固过程中高各向异性作用下的枝晶生长行为。结果表明:各向异性强度在0.06-0.2之间取值时,随着各向异性强度增加,光滑主枝尖端出现棱角,枝晶尖端生长速度先增加后减小。在高各向异性条件下,有无对流时晶粒分别以不对称枝晶和等轴枝晶方式生长。在流速为6.43 m.s-1的强制对流作用下,逆流侧枝晶受过冷熔体冲刷,逆流枝晶生长迅速,与纯扩散时相比稳态生长速度增加了12.61%;热量和溶质在顺流侧聚集,顺流枝晶生长缓慢,与纯扩散时相比稳态生长速度减小了14.62%。