Al-Cu合金凝固微观组织的三维模拟及优化

采用CA-FE模型,对同一铸件不同尺寸的Al-2%Cu合金凝固微观组织进行三维模拟及预测,并引入空位形成能对固相扩散系数进行了优化。结果表明,当铸件直径分别为20、40和60 mm时,柱状晶占总晶体比率分别为65.2%、52.1%和21.4%,逐渐减少,而等轴晶所占比率逐渐增加;当换热系数由500 W/(m2.K)增大到5 000 W/(m2.K)时,同一铸件中不同直径的铸件凝固组织中柱状晶组织比例显著增大。模拟结果与实验结果吻合较好,能够较为准确地反映等轴晶和柱状晶的分布位置、比例和大小。