基于CAFE對方鎂石凝固結晶的微觀組織數(shù)值模擬.pdf

1、菱鎂礦是冶金工業(yè)中不可缺少的耐火材料。我國的菱鎂礦資源豐富，質量優(yōu)良，是全球最大的電熔鎂砂生產國和供應國。但是目前國內電熔鎂生產工藝落后，一直處于“一等原料，二等加工，三等產品”的境地，資源浪費嚴重。因此，加大科技力量投入，產出高品位電熔鎂砂勢在必行。
　　本文建立了一個模擬方鎂石微觀組織形成的隨機性模型，基于有限元法進行宏觀溫度場計算，并采用元胞自動機進行微觀形核、晶體生長的計算。在計算模型中忽略了固相中的溶質擴散作用和液體中的

2、對流現(xiàn)象，將熔體中的液相視為完全混合。
　　本文所建立的元胞自動機模型綜合考慮了凝固過程中的形核與枝晶生長動力學，使非均質形核發(fā)生在預先設定的鑄型型壁和鑄件上的微觀形核胞元上，具有任意的晶向。根據枝晶生長動力學KGT模型計算枝晶尖端生長速度與熔體中當前過冷度的關系。在每個時間步長內，將正在生長的微觀胞元所釋放的結晶潛熱反饋回包含這些胞元的有限單元中，為進行下一步宏觀溫度場的計算做準備。
　　本文對模擬結果進行了相應的討論。計