张航
- 作品数：6 被引量：44H指数：5
- 供职机构：清华大学机械工程学院先进成形制造教育部重点实验室更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家科技重大专项国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术航空宇航科学技术更多>>
- 单晶高温合金螺旋选晶过程的数值模拟与实验研究 Ⅰ.引晶段被引量：16
- 2013年
- 从实验及模拟角度对比研究了引晶段的晶粒密度和取向随晶粒生长高度(研究位置距试样底面的高度)的变化规律,并给出了引晶段参数的设计准则.采用EBSD晶体取向成像技术获得了引晶段截面的晶粒形貌和取向极图;采用CA-FD方法,针对单晶定向凝固过程进行数理建模与仿真,实现了凝固过程的三维宏观温度场与微观组织生长的模拟计算.从宏、微观角度解释了定向凝固过程的晶粒竞争演化行为,为引晶段设计提供理论支持.
- 张航许庆彦孙长波戚翔唐宁柳百成
- 关键词：数值模拟晶粒取向
- 单晶高温合金螺旋选晶过程的数值模拟与实验研究 Ⅱ.螺旋段被引量：9
- 2013年
- 研究了螺旋段在选晶过程中的作用.基于金相及EBSD实验结果,指出在晶粒竞争生长过程中,晶粒二次臂取向和初始位置分布特征综合决定了晶粒的竞争优势.总结提出了选晶过程的两个几何限制机理:水平方向的二次臂竞争促进作用和竖直方向的一次臂限制作用.两种模型成功解释了螺旋段对选晶过程的作用.采用修正的元胞自动机(MCA)技术,对螺旋段的晶粒竞争生长过程进行了模拟.研究了晶粒结构及晶体取向随定向凝固过程的变化规律,并与实验结果进行了对比,两者吻合较好.基于模拟与实验的研究,获得了螺旋参数对选晶行为的影响规律及作用机理,提出了选晶器螺旋段的设计准则.
- 张航许庆彦孙长波戚翔唐宁柳百成
- 关键词：数值模拟晶粒取向EBSD
- 空心叶片LMC定向凝固温度场和微观组织模拟被引量：8
- 2014年
- 基于自主开发的Teccast软件建立了LMC动态综合边界条件和微观组织演变模型,对不同工艺的叶片凝固过程进行了数值模拟。结果表明,与传统方法相比,LMC可得到更窄的糊状区,尤其在厚大部位防止了糊状区的宽化。同时,由于LMC具有更高的温度梯度,并且减小了糊状区下凹的趋势,从而能在更高的拉速下避免杂晶。对于空心单晶叶片,可以在热应力允许的范围内使用更高的拉速来提高生产率。
- 唐宁张航许庆彦柳百成
- 关键词：定向凝固数值模拟
- 高温合金单晶叶片定向凝固过程的宏微观数值模拟被引量：12
- 2013年
- 基于有限元和Panda热动力学数据库建立了单晶叶片真空熔模铸造定向凝固过程的数理模型,对不同工艺下单晶叶片试样凝固过程中的温度场、糊状区演变及枝晶二次臂间距进行了仿真,研究了缺陷形成机理和规律。计算结果与实验吻合良好。计算结果显示,拉速大时二次臂细小,但杂晶产生的趋势加大;拉速小时杂晶不易形成,但二次臂增粗。对实际空心薄壁复杂单晶叶片定向凝固过程的模拟研究表明,二次臂间距在叶身部分分布比较均一,3.5mm/min抽拉时有可能在缘板处产生杂晶。采用变拉速工艺,不仅可避免杂晶缺陷,还能保证工件大部分枝晶细小,提高生产效率和成品率。
- 唐宁孙长波张航许庆彦柳百成
- 关键词：定向凝固数值模拟
- DD6高温合金定向凝固枝晶生长的数值模拟研究被引量：11
- 2014年
- 采用元胞自动机-有限差分(CA-FD)方法对DD6高温合金高速凝固法(HRS,high rapid solidification)定向凝固树枝晶三维生长过程进行模拟研究.建立温度场和溶质场耦合控制的枝晶生长模型,考虑抽拉速率和温度梯度等凝固条件的影响,同时考虑成分过冷、溶质分配系数、晶体择优取向等合金物性参数,模拟研究了枝晶形态的演化过程.模拟结果反映了高温合金树枝晶的竞争生长及形貌特征,描述了凝固过程的溶质分布变化及枝晶间距的动态调整过程.研究工作将模拟结果与实验结果进行了对比,两者吻合良好.模拟能够预测DD6高温合金HRS法定向凝固过程的枝晶形貌及一、二次枝晶间距动态调整过程.
- 张航许庆彦史振学柳百成
- 关键词：元胞自动机定向凝固枝晶生长数值模拟
- DD6合金选晶器定向凝固的数值模拟与实验被引量：3
- 2017年
- 使用有限元数值模拟和实验方法对DD6合金选晶器定向凝固过程的温度影响、晶粒组织以及晶粒生长进行了研究。结果表明,温度场模拟与选晶器定向凝固过程的温度变化基本相符,晶粒组织生长的模拟能够反映晶粒竞争生长的实际情况,与实验试样基本一致。由于取向与温度梯度不一致晶粒的位置被取代,使得引晶段中的晶粒平均半径随着高度增加而增大,晶粒密度不断减小,两者有负指数关系。对比了螺旋段不同高度截面EBSD晶粒取向实验成像与晶粒模拟结果,组织模拟与实验结果较为吻合。通过分析螺旋通道中的晶粒竞争生长关系,位于螺旋通道内侧和上部的晶粒更具有位置优势,容易被选晶器选出。
- 许自霖李忠林张航许庆彦柳百成
- 关键词：DD6定向凝固数值模拟晶粒取向
