相選択基準を考慮した凝固過程のミクロ/マクロモデリング

考虑相选择标准的凝固过程微观/宏观建模

基本信息

批准号：
06230204
负责人：
梅田高照
金额：
$ 2.24万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06230204/
关键词：
急速凝固相選択デンドライト成長包晶合金急冷粉末

项目摘要

本研究では,凝固する際生成される相の選択基準を明示し,形態(平滑・セル・デンドライト)先端の温度・濃度・形状を予測するミクロモデルと系全体の温度・濃度場を考慮したマクロモデルを連成させ,検討する。特に急速凝固時に問題となることが明らかにされつつある熱デンドライトを解析し,生成相の選択基準・偏析予測・組織予測を明らかにし,急速凝固法の定量的制御の発展に資する,ことを目的にした。包晶系合金のFe-Ni二元合金,希土類磁石Nd-Fe-B合金を対象に,急速凝固時の過冷度が大きくなると安定相以外の相が生成可能となり,熱力学的には生成可能であっても,どの相が,界面温度がどのくらいで生成するかについては検討した。特に局所平衡からのずれが生じ,凝固条件に対応した界面温度・界面の濃度を決定する必要がある場合にも対応した解を求めた。また,近似解析解を求めた。特に金属間化合物の生成する問題に対しては新たな解析であり,今後の展開が期待される。また,急冷粉末の凝固過程を解析し,熱デンドライトが成長すると考えられる凝固速度領域に対しても解析を進めた。高度に連成した問題に対し,生成相予測・形態予測・偏析予測を行うミクロモデルを展開した。

在这项研究中，我们阐明了凝固过程中产生的相的选择标准，并开发了一个预测温度、浓度和尖端形状（光滑、细胞、枝晶）的微观模型，以及一个考虑了耦合整个系统的温度场和浓度场。本研究的目的是分析快速凝固过程中日益明显的问题——热枝晶，并阐明形成相、偏析预测和微观结构预测的选择标准，从而有助于定量控制的发展。快速凝固方法我做到了。对于属于包晶合金的Fe-Ni二元合金和属于稀土磁体的Nd-Fe-B合金，随着快速凝固过程中过冷程度的增加，会形成稳定相以外的相，从热力学角度来看，它们即使可能，也会讨论形成哪种相以及在什么界面温度下形成。特别是，我们找到了针对发生偏离局部平衡并且需要确定与凝固条件相对应的界面温度和浓度的情况的解决方案。此外，还得到了近似解析解。特别是，这是对金属间化合物形成问题的新分析，预计未来的发展。我们还分析了快速凝固粉末的凝固过程，并分析了热枝晶生长的凝固速率区域。对于高度耦合的问题，我们开发了一个微观模型来预测形成相、形态和偏析。