《表2 SCN-2.0%ACE合金在不同温度梯度条件下枝晶臂迁移速率的实验值和解析解比较》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《定向凝固糊状区枝晶粗化和二次臂迁移的实验和模拟》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

为了考察温度梯度对枝晶臂迁移速率的影响，分别测量了温度梯度为7～11℃/mm条件下SCN-2.0%ACE合金由解析解和实验测量得到的初始位于糊状区中距离固相线5037μm位置的枝晶臂在18 s内的平均迁移速率，以及二者的相对误差值，结果如表2所示。可以看出，模型预测结果和实验结果均显示枝晶臂的迁移速率随温度梯度的增大而加快。枝晶臂的迁移由TGZM效应所引起。图3为TGZM原理示意图。如图所示，当存在温度梯度时，枝晶固/液界面浓度趋于和平衡相图相对应的局部平衡浓度，而局部平衡浓度与局部温度相关。因此，冷端的浓度高于热端的浓度，在液相中形成浓度梯度。该浓度梯度就会驱动溶质原子从较高浓度的低温区向较低浓度的高温区扩散，使得在较热端的固/液界面处的局部溶质富集而导致固相重熔。另一方面，在较冷端的固/液界面处的溶质消耗会引起液相再凝。其综合结果造成液滴或枝晶臂在糊状区中向高温方向迁移[1]。当温度梯度较大时，液相中形成的浓度梯度也较大，溶质原子的扩散驱动力也随之增大，致使糊状区内的重熔/再凝速率加快，从而加快枝晶臂的迁移速率。由式（4）也可以看出，v随G的增大而增大。