【期刊目录】CHINA FOUNDRY杂志2024年第5期目录及摘要

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超大型铝件铸造：机遇与挑战

Qi-gui Wang, Andy Wang, Jason Coryell (通用全球技术中心)

DOI: https://doi.org/10.1007/s41230-024-4111-9.

引用格式：Wang Q G, Wang A, Coryell J. Ultra-large aluminum shape casting: Opportunities and challenges. China Foundry, 2024, 21(5): 397-408.

摘要：为了实现汽车轻量化和降低汽车制造成本，超大型铝制铸件在汽车上的应用越来越广泛，尤其是在电动汽车上。由于超大型铝制铸件大多是结构部件，需要同时承受准静态、动态和循环载荷，因此铸件质量和可量化性能对其产品设计和制造至关重要。本文简要介绍了超大型铝制铸件在汽车工业中的一些应用实例，概述了其优点和效益。由于铝型铸件铸造工艺非常复杂，往往涉及许多反应机理、多物理场现象和潜在的巨大不确定性，这些都会显著影响铸件质量和性能。本文介绍了超大型铝异型铸件的金相分析和力学性能评估，强调了如何进行超大型铝铸件有效设计，以及制造所面临的挑战，并提出相应方案。

智能铸造——赋能未来铸造业

Jin-wu Kang, Bao-lin Liu, Tao Jing, and Hou-fa Shen

康进武，刘宝林，荆涛，沈厚发 (清华大学)

DOI: https://doi.org/10.1007/s41230-024-4056-z.

引用格式：Kang J W, Liu B L, Jing T, et al. Intelligent casting: Empowering the future foundry industry. China Foundry, 2024, 21(5): 409-426.

摘要：近年来，新兴技术的发展进步正重塑铸造行业。铸造技术正朝着自动化、绿色化和智能化的智能铸造范式发展，吸引了学术界和工业界越来越多的关注。本文简要总结了铸造技术的主要特点，预测了其发展趋势，结合文献研究讨论了智能铸造关键技术的最新发展以及在推动实现智能铸造工艺方面所做的创新尝试。此外，还提出了智能铸造工艺的技术愿景。智能铸造工艺的关键技术包括3D打印技术、智能铸型技术和智能工艺控制技术。未来，由集成有各类传感器、控制装置和执行器的模具衍生出的智能铸型系统将可能进一步融合物联网、在线检测、嵌入式仿真、自主决策和控制系统等技术，形成智能赛博物理铸造系统，为实现智能铸造铺平道路。可以预见，未来智能铸造工艺将实现工艺实时优化和全面控制的目标，铸件的缺陷、微观组织、性能和使用寿命都能够精确地预测和调控。

压铸铝/镁合金微观组织三维断层扫描表征的研究进展

Hai-dong Zhao, Xue-ling Wang, Qian Wan, Wen-hui Bai, and Fei Liu

赵海东，王雪灵，万谦，白文辉，刘斐 (华南理工大学)

DOI: https://doi.org/10.1007/s41230-024-4109-3.

引用格式：Zhao H D, Wang X L, Wan Q, et al. Characteristics and distribution of microstructures in high pressure die cast alloys with X-ray microtomography: A review. China Foundry, 2024, 21(5): 427-444.

摘要：铝/镁合金压铸件广泛地应用于汽车工业，并向大型化、集成化方向发展，对压铸件性能要求也越来越高。随着特殊X射线断层扫描技术的发展，压铸铝/镁合金微观组织的三维表征研究在过去十多年里得到了快速发展，揭示了合金微观组织空间形貌和分布特征，深化了铝/镁合金压铸过程组织形成的理论。本文回顾了压铸铝/镁合金微观组织三维断层扫描研究进展与现状，重点包括：微观孔洞、富Fe金属间化合物等三维特征及其分布；微观组织对合金力学性能的影响与定量关系；展望了基于实际三维特征的压铸铝/镁合金组织形成机制、组织与性能关系的研究。

合金化和热处理对铸造铝锂合金微观组织和力学性能的影响：综述

Guo-hua Wu, You-jie Guo, Fang-zhou Qi, Shen Zhang, Yi-xiao Wang, Xin Tong, and Liang Zhang

吴国华，郭幼节，戚方舟，张深，王一笑，童鑫，张亮 (上海交通大学)

DOI: https://doi.org/10.1007/s41230-024-4062-1.

引用格式：Wu G H, Guo Y J,  Qi F Z, et al. Role of alloying and heat treatment on microstructure and mechanical properties of cast Al-Li alloys: A review. China Foundry, 2024, 21(5): 445-460.

摘要：由于兼具低密度、高弹性模量、高比强度和比刚度等突出优点，铸造铝锂合金是制备复杂大型构件的合适的金属材料，也是航空航天、国防和军事工业的理想结构材料。根据铸造铝锂合金的微观组织特征，探索合金化和微合金化的作用可以稳定其主导地位，进一步扩大其应用场景。本文全面总结了铸造铝锂合金的研究进展。根据最新的研究重点，系统分析了合金化和热处理对微观组织和力学性能的影响；总结了改善合金性能的潜在方法；针对铸造铝锂合金的实际工程需求，讨论并展望了尚存的科学挑战和未来的研究方向。

铸造用无机黏结剂的研究应用及发展

Xiao-long Gong, Sheng-li Hu, and Zi-tian Fan

龚小龙，胡胜利，樊自田 (华中科技大学)

DOI:https://doi.org/10.1007/ s41230-024-4060-3.

引用格式：Gong X L, Hu S L, Fan Z T. Research, application and development of inorganic binder for casting process. China Foundry, 2024, 21(5): 461-475.

摘要：铸造用无机黏结剂，具有生产现场气味小、劳动条件友好、成本相对低等优势，是未来铸造造型材料发展的主要方向之一。与有机黏结剂（化学树脂类黏结剂）比较，无机黏结剂的黏结强度偏弱、对环境湿度相对敏感，尤其是有机黏结剂旧砂再生回用难度更大，制约了其推广应用。本文概述了铸造用无机黏结剂（主要是硅酸盐无机黏结剂）及其固化方法的研究及应用现状，介绍了正在研发的磷酸盐无机黏结剂、3D打印用无机黏结剂研究与应用情况，就无机黏结剂应用中的难点问题“旧砂再生回用”进行了较详细的比较分析，最后就铸造用无机黏结剂的发展方向阐明了作者的观点。

涡轮叶片定向凝固及其热处理过程数值模拟

Ye-yuan Hu, Ju-huai Ma, and Qing-yan Xu

胡业媛，马聚怀，许庆彦 (清华大学)

DOI:https://doi.org/10.1007/s41230-024-4103-9.

引用格式：Hu Y Y, Ma J H, and Xu Q Y. Numerical simulation on directional solidification and heat treatment processes of turbine blades. China Foundry, 2024, 21(5): 476-490. 

摘要：涡轮叶片对于飞机发动机的高效和稳定运行至关重要，因此对它们的研究具有重大意义。镍基单晶高温合金具有优异的高温机械性能，因此涡轮叶片广泛采用热加工制造工艺。单晶叶片的热加工包括定向凝固和热处理。叶片的试验制造耗时长、资金消耗大。数值模拟技术由于能耗低、效率高、周转快，在叶片制造研究中得到了广泛认可。本文介绍了单晶叶片热加工过程的建模与数值模拟中采用的主流数学模型。概述了定向凝固和热处理过程的宏观到微观层面数值模拟技术的研究进展。此外，还讨论了单晶叶片热加工数值模拟的未来潜在发展方向。

β-Ga₂O₃单晶生长工艺、缺陷及掺杂剂研究

Yan-shen Wang, Ming-zhi Zhu, and Yuan Liu

王延绅，朱明智, 刘源 (清华大学)

DOI: https://doi.org/10.1007/s41230-024-4131-5.

引用格式：Wang Y S, Zhu M Z, and Liu Y. Growth process, defects, and dopants of bulk β-Ga₂O₃ semiconductor single crystals. China Foundry, 2024, 21(5): 491-506.

摘要：氧化镓（β-Ga₂O₃）凭借其宽带隙、优异的光学性能及卓越的极端环境耐受性成为第四代半导体的代表材料。与前几代半导体材料相比，高质量、大尺寸的β-Ga₂O₃单晶可以通过熔体法获得，这也使得大规模、低成本的β-Ga₂O₃单晶生长成为可能。由于β-Ga₂O₃高温易分解，单晶生长需要在高温高氧气环境下进行，坩埚的选择成为β-Ga₂O₃单晶生长面临的主要障碍。这篇文章首先总结对比了β-Ga₂O₃单晶生长工艺；接着分析了晶体内缺陷的形貌及其对电子器件性能的影响；此外简单讨论了掺杂元素对晶体的性能的影响；最后是对β-Ga₂O₃的总结与展望。

轻量化新型奥贝球铁有助于中国可再生能源和新技术产业的发展

Qi-dong Yan, Xu-dong Gong, Wen-bang Gong, and Jin-cheng Liu

闫启栋，龚旭东，龚文邦，刘金城 (WFO 铁基材料委员会)

DOI: https://doi.org/10.1007/s41230-024-4141-3.

引用格式：Yan Q D, Gong X D, Gong W B, et al. Lightweight innovation ADIs help development of renewable energy and new technology industries in China. China Foundry, 2024, 21(5): 507-515.

摘要：当今世界正在经历能源和科技的深刻变革。各国都在大力开发新的可持续能源和技术。可再生能源包括各种技术，如风力涡轮机、太阳能、核能和生物能源。此外，新兴技术领域包括新能源汽车、机器人和人工智能设备等。可再生能源工业和新技术的实施需要开发和采用新的设备和部件。奥贝球铁（ADI）以其独特的微观结构和优越的性能而闻名。通过使用ADI，轻量化和创新的铸件不仅可以减轻重量，还可以节省能源和减少排放。更重要的是，这些铸件提高了新能源设备和新兴技术装置的效率和可靠性。本文介绍了轻量化和创新ADI铸件在中国太阳能光伏（PV）、风力发电、工业机器人和卡车等领域的发展、应用和未来前景。

外场作用下镁合金半连续铸造研究进展

Qi-yu Liao, Qi-chi Le, Da-zhi Zhao, Lei Bao, Tong Wang, and Yong-hui Jia

廖启宇，乐启炽，赵大志，宝磊，王彤，贾永辉（东北大学）

DOI: https://doi.org/10.1007/s41230-024-4059-9.

引用格式：Liao Q Y, Le Q C, Zhao D Z, et al. Research progress on semi-continuous casting of magnesium alloys under external field. China Foundry, 2024, 21(5): 516-524.

摘要：高性能镁合金变形材是实现航空航天、交通运输等轻量化的重要结构材料，其应用呈现大型化、整体化趋势，其制备关键基础是铸造高质量变形用锭坯。半连续铸造是镁合金锭坯最主要的制备方式。然而，传统半连铸铸造工艺所制备的镁合金锭坯存在难以避免的铸造缺陷，且对于高合金化、大尺寸铸锭较难高质量制备。将电磁、超声等物理场与传统半连续铸造工艺相结合而开发出的外场辅助控制凝固技术，可制备组织均匀、无裂纹的高质量镁合金锭坯，对镁合金的发展及应用具有重要意义。本文主要综述了外场辅助镁合金半连续铸造工艺的技术原理，包括电磁场、超声场以及电磁+超声组合物理场。重点阐述了不同类型的电磁场、超声场以及电磁+超声组合物理场在镁合金凝固中的细化机制。最后，对外场下半连续铸造制备高质量镁合金铸锭的发展进行了展望。

乘用车座舱用薄壁大型镁合金压铸件：应用、材料及制造

Lei Zhan, Yu-meng Sun, Yang Song, Chun-hua Kong, Kai Ma, Bai-xin Dong, Hong-yu Yang, Shi-li Shu & Feng Qiu

战磊, 孙雨萌, 宋杨, 孔春花, 马凯, 董柏欣, 杨宏宇, 舒世利, 邱丰 (吉林大学)

DOI: https://doi.org/10.1007/s41230-024-4100-z.

引用格式：Zhan L, Sun Y M, Song Y, et al. Growth process, defects, and dopants of bulk β-Ga2O3 semiconductor single crystals. China Foundry, 2024, 21(5): 525-545.

摘要：为了有效降低能耗，增加续航里程，以特斯拉为代表的新能源汽车极大地促进了镁合金压铸技术在汽车中的应用。此前，镁合金在汽车中的应用，尤其在汽车座舱零部件中的应用是比较广泛的，但由于其相对较高的成本，在一段时间内关于镁合金在汽车座舱零部件上的应用几乎很少看见，导致汽车镁合金零部件应用技术存在一定程度上的信息缺失。近年来，汽车技术的快速发展对汽车零部件提出了比传统零部件更高的要求。因此，无论是零部件本身，还是镁合金材料及压铸工艺，都不得不面对更大的挑战，需要进行技术升级。此外，由于镁合金压铸件高集成度的特点，镁合金压铸技术在大型薄壁汽车零件中的应用具有先天的优势，亟待推广。从实际出发，这就需要探索和发掘更加先进的镁合金材料和新的零件结构，并优化其压铸工艺。

本文对乘用车座舱用薄壁大型压铸镁合金零件的发展现状、相应的材料选择、压铸工艺以及压铸模具设计技术等进行了总结和分析。通过本文的研究，不但有助于研究人员全面了解汽车座舱薄壁大型压铸镁合金零件及其制造工艺，还有助于广大研究人员开发具有更好综合性能和工艺适应性的新型镁合金，以满足压铸镁合金汽车零部件的更高要求。

具有不同V/Fe比Ti-V-Fe-Mn合金的BCC相转变及可逆储氢性能优化

Xiang-feng Ma, Xin Ding, En-lai Liu, Rui-run Chen, Xin-xiu Wang, Yong Zhang, and Jing-jie Guo

马向峰，丁鑫，刘恩来，陈瑞润，王新秀，张永，郭景杰 (哈尔滨大学)

DOI: https://doi.org/10.1007/s41230-024-4122-6.

引用格式：Ma X F, Ding X, Liu E L, et al. Modification of BCC phase and the enhanced reversible hydrogen storage properties of Ti-V-Fe-Mn alloys with varied V/Fe ratios. China Foundry, 2024, 21(5): 546-554.

摘要：本文系统研究了V/Fe比对Ti₃₂V₄₀+xFe₂₃-xMn₅ (x = 0, 4, 8, 12) 合金相组成和储氢性能的影响。结果表明合金的主相均体心立方(BCC)相，BCC相的晶格常数随V/Fe比的降低而减小。此外，C₁₄ Laves相存在于Fe含量为19at.%和23at.%的合金中，合金的室温动力学曲线表明C₁₄ Laves相可促进裂纹扩展，并作为氢扩散通道，显著增强了合金的活化和吸氢动力学性能。通过对不同温度（50，60和70 ℃）的放氢PCT曲线进行van’t Hoff拟合，发现随着V/Fe比的降低，合金的脱氢焓变ΔHd由40.95 kJ·mol^-1 H₂降低至35.50 kJ·mol^-1 H₂，氢化物稳定性降低，合金的晶格常数降低和平均电负性增大是降低氢化物稳定性的主要因素。Ti₃₂V₅₂Fe₁₁Mn₅合金表现出优异的吸放氢性能，吸氢和放氢容量分别为3.59wt.%（298 K）和1.69wt.%（343 K），为评价其循环寿命，在室温条件3 MPa氢压下进行了20次循环，储氢容量保持率在99%以上。

高硅/硅钼球墨铸铁在空气和燃烧气氛中的高温氧化行为

Iuliana Stan, Mihai Chisamera, Robert Lascu, Codrut Cariga, Eduard Stefan, Stelian Stan, Denisa Anca, and Iulian Riposan (布加勒斯特国立理工大学)

DOI: https://doi.org/10.1007/s41230-024-4063-0.

引用格式：Stan I, Chisamera M, Lascu R, et al. High temperature oxidation of inoculated high Si/SiMo ductile cast irons in air and combustion atmospheres. China Foundry, 2024, 21(5): 555-562. 

摘要：本文研究了加热温度(400、600和800 ℃)和孕育元素(Ca-Ca、Ba-Ca、RE)对含5.25%Si和4.8%Si-2.3%Mo的球墨铸铁在干燥空气和含水蒸气燃烧气体(天然气燃烧)中氧化行为的影响。结果表明氧化受气体气氛类型、合金化成分和孕育元素的影响，并与加热温度密切相关。增重从400 ℃时的0.001%-0.1%增加到600 ℃时的0.05%-0.70%，再增加到800 ℃时的0.10%-2.15%。在400 ℃加热时，所考虑的影响因素对铸铁氧化增重无明显影响，而在600 ℃加热时，氧化气体气氛类型对铸铁氧化有明显的影响。在800 °C的最高加热温度下，干燥空气环境的增重有限(0.25%)，但燃烧环境的增重急剧增加(0.65%-2.15%)。在600-800 ℃时，燃烧气氛中的水蒸气也是一个重要的氧化影响因素。合金元素对氧化行为的影响主要发生在燃烧气氛中且加热温度为800 ℃，这一点可以从5.25%硅铸铁的增重较低得到证明。孕育元素促进氧化的作用随着加热温度的升高而增强，Ca和Ba-FeSi效果普遍较好，加入CaRE-FeSi的铸铁表现出更高的氧化率。这些结果与以往报道的数据吻合良好：Ca-Ba孕育体系在改善石墨参数方面优于单纯Ca孕育体系，而含Re孕育剂对高硅球墨铸铁中石墨球的致密度有不利影响。高硅球墨铸铁中石墨球致密度较低，对其抗氧化性能有不利影响，因此有必要通过特殊的冶金处理来提高石墨球质量。如孕育处理，对于提高石墨球质量是很有必要的。

局部压力补缩挤压铸造成形35 kg大型铝合金飞轮壳构件的组织与性能

Ju-fu Jiang, Jing Yan, Ying-ze Liu, Ning Ge, Ying Wang, Chang-jie Ding, De-chao Zou

姜巨福，鄢璟，刘英泽，葛宁，王迎，丁长杰，邹德超 (哈尔滨工业大学)

DOI: https://doi.org/10.1007/s41230-024-4061-2.

引用格式：Jiang J J, Yan J, Liu Y Z, et al. Microstructure and properties of 35 kg large aluminum alloy flywheel housing components formed by squeeze casting with local pressure compensation. China Foundry, 2024, 21(5): 563-576.

摘要：本研究提出了一种具有局部压力补偿的挤压铸造方法，用于成型重量为35kg的飞轮壳构件。通过数值模拟、显微组织观察和第二相表征，讨论了局部压力补偿对厚壁位置进给、成形构件显微组织和力学性能的影响。结果表明，在填充过程中，熔融金属保持良好的流动性，充型完整。金属在厚壁位置的凝固缓慢，局部压力补偿有效地实现了局部强制送料，显著消除了缩孔缺陷。在AlSi₉Mg合金的微观结构中，α-Al主要由碎裂的树枝晶和玫瑰花状晶粒组成，而共晶Si主要由针状和短棒状组成。局部压力补偿对强度的影响相对较小，但对伸长率的影响相当大。经过局部压力补偿后，补偿区域的平均伸长率为9.18%，比补偿前增加了44.90%。平均抗拉强度为209.1 MPa，平均屈服强度为100.6 MPa。局部压力补偿可以显著减少甚至消除挤压铸造形成的35 kg大尺寸、大重量飞轮壳构件的内部缺陷，提升飞轮壳构件的力学性能。

基于电磁-结构耦合方法的磁型铸造铸型强度数值模拟研究

Wei-li Peng, Jian-hua Zhao, Cheng Gu, and Ya-jun Wang

彭韦力，赵建华，辜诚，王亚军 (重庆大学)

DOI: https://doi.org/10.1007/s41230-024-4116-4.

引用格式：Peng W L, Zhao J H, Gu C, et al. Numerical simulation study on the mold strength of magnetic mold casting based on a coupled electromagnetic-structural method. China Foundry, 2024, 21(5): 577-587. 

摘要：本文采用电磁场-结构场耦合的数值模拟方法，对比分析了全部为磁性材料的磁型与部分材料替换的磁型的强度及应力分布规律和变化趋势。结果表明，随着电流从4 A增加到8 A，原始磁型和材料替换材料磁型的整体磁化强度、结合强度及应力随电流增大均呈现先增大后减小的趋势，并在电流为6 A时达到最大。材料替换磁型的整体等效应力、拉压应力及拉应力占比均降低，但其随电流变化仍保持先增大后减小的趋势。在电流为6 A时，整体拉应力占比降幅最小，为19.84%，此时最大压应力为0.028 MPa，具有最佳的综合性能。

超声振动和高熵合金涂层对复合铸造Al/Mg双金属界面组织和力学性能的影响

Yuan-cai Xu, Wen-ming Jiang, Qing-qing Li, Ling-hui Yu, Xiao-peng Yu, and Zi-tian Fan

徐远财，蒋文明，李庆晴，余令辉，余小鹏，樊自田 (华中科技大学)

DOI: https://doi.org/10.1007/s41230-024-4113-7.

引用格式：Xu Y C, Jiang W M, Li Q Q, et al. Combined effects of ultrasonic vibration and FeCoNiCrCu coating on interfacial microstructure and mechanical properties of Al/Mg bimetal by compound casting. China Foundry, 2024, 21(5): 588-598.

摘要：本文采用超声振动与高熵合金涂层相结合的新处理方式，通过消失模铸造工艺制备Al/Mg双金属。研究了超声振动和高熵合金涂层复合处理对Al/Mg双金属界面组织和力学性能的影响。结果表明，复合处理的Al/Mg双金属界面厚度显著降低，仅为无任何处理的Al-Mg双金属界面厚度的26.99%。HEA涂层阻碍了Al和Mg之间的扩散，界面中Al-Mg金属间化合物大幅度减少。复合处理的Al/Mg双金属界面由Al₃Mg₂+Mg₂Si/Al_xFeCoNiCrCu+FeCoNiCrCu/δ-Mg+Al₁₂Mg₁₇共晶组织组成。复合处理的界面硬度低于未处理的界面硬度。超声振动产生的声空化和声流效应促进了Al元素在高熵合金涂层处的扩散，从而显著提高了Mg侧的冶金结合质量。断裂位置从仅采用HEA涂层处理的Al/Mg双金属的Mg侧转移到采用复合处理的Al侧。Al-Mg双金属界面的剪切强度从未经处理的32.16 MPa提升到63.44 MPa，提升幅度高达97.26%。

热处理对Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金腐蚀行为的影响

Fei Wang, Bin-guo Fu, Yu-feng Wang, Tian-shun Dong, Guo-lu Li, and Jin-hai Liu

王飞，付彬国，王玉风，董天顺，李国禄，刘金海（河北工业大学）

DOI: https://doi.org/10.1007/s41230-024-4110-x.

引用格式：Wang F, Fu B G, Wang Y F, et al. Effect of heat treatment on corrosion behaviors of Mg-6Gd-3Y-0.5Zr alloy. China Foundry, 2024, 21(5): 599-612.

摘要：通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、浸泡和电化学腐蚀试验，系统研究了铸态、T4态和T6态Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金的显微组织和腐蚀行为。结果表明，铸态合金的显微组织由α-Mg和Mg₂₄(Gd, Y)₅共晶相组成。T4态合金中，Mg₂₄(Gd, Y)₅相溶解进α-Mg基体中，(Y, Gd)H₂相增加。经过T6处理后，纳米级Mg₂₄(Gd, Y)₅相从α-Mg基体中弥散析出，并与α-Mg基体存在以下取向关系：(332)_Mg24(Gd,Y)5∥(10-11)_α-Mg， [-1-36]_{Mg24(Gd, Y)5}∥[-12-10]_α-Mg。Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金的耐腐蚀性由大到小可归纳为：T6态合金> T4态合金>铸态合金。三种状态下合金的腐蚀产物均由MgO、Mg(OH)₂、Gd₂O₃、Y₂O₃和MgCl₂组成。Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金的腐蚀行为与析出相密切相关。通过建立腐蚀速率、析氢速率和腐蚀电位之间的关系，进一步证明了在微电偶腐蚀过程中，铸态合金中粗大的Mg₂₄(Gd，Y)₅相发生了大量的溶解，T4态合金中的(Y，Gd)H₂相则促进了α-Mg基体的溶解，这都加剧了析氢反应的进行，导致合金腐蚀性能变差。而经T6处理的合金由于析出了弥散的纳米级Mg₂₄(Gd, Y)₅相，且腐蚀表面膜致密、完整，具有更好的耐腐蚀性能。

自然对流作用下Mg-6Gd合金的偏析行为研究：从宏观的溶质分布到微观的枝晶生长

Hong-xu Chen, Ang Zhang, Hao Li, Yu Gao, Yu-hong Cui, Guang-sheng Huang, Bin Jiang, and Fu-sheng Pan

陈洪勖，张昂，李浩，高瑀，崔玉洪，黄光胜，蒋斌，潘复生 (重庆大学）

DOI: https://doi.org/10.1007/s41230-024-4126-2.

引用格式：Chen H X, Zhang A, Li H, et al. Segregation of Mg-6Gd alloy under natural convection: From macro solute distribution to micro dendrite growth. China Foundry, 2024, 21(5): 613-624.

摘要：偏析是合金铸锭中的一种缺陷，会严重降低材料的性能。本文通过将宏观热质对流传输和微观枝晶生长耦合起来，研究了Mg-6Gd合金中的偏析缺陷。通过求解宏观流体动力学和传热传质方程，从而预测了凝固过程中温度连续变化条件下的偏析行为。通过测试封闭方形空腔中的双扩散自然对流，对数值模型进行了验证。然后，以宏观过冷度和液体流速为边界条件，应用相场模型模拟微观枝晶的生长。结果表明，多尺度的偏析行为，包括宏观溶质分布和微观枝晶形态，与温度条件和液体对流密切相关，这为减少和消除偏析缺陷提供了指导。

来源：CHINA FOUNDRY 杂志编辑部

编辑：赵亚芳

审核：曲学良