Page 103 - 国外钢铁技术信息参考-2023年1月

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图 19 晶格玻尔兹曼法偏析计算和纳维-斯托克斯方程原始模型偏析计算的 ᇏݓࣁඋ࿐߶

比较

另一种方法是尝试构建能够更准确的反映出凝固组织的偏析模型。将柱状晶

和等轴晶的特征以及枝晶生长的近似情况纳入体积平均模型，即二相/三相模型。

但是，体积平均法难以反映多个晶粒竞相生长情况下柱状晶的生长特征。因此，

本文提出了一种利用元胞自动机法（Cellular Automation）和有限元法（Finite
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Element Model）良好再现中尺度到宏观尺度凝固组织的偏析模型。图 20 所示为
Pb-48mass%Sn 合金发生水平方向凝固情况下的计算示例。该方法不仅能够用于

宏观偏析的计算，还能表明宏观偏析发展过程中浓度分布对晶粒形核/生长的影

响，因此，也有望能够实现晶粒组织的再现。另外，本文还提出了一种将晶格玻

尔兹曼法与元胞自动机法相结合的流动计算模型。虽然相较于体积平均模型其大
规模计算负荷更大，但对于了解晶粒组织与宏观偏析的相互过程影响而言，此类

模型必不可少。
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