【摘 要】
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Stellite 6合金是一种钴基合金,以Co、Cr等为主要构成元素,具有良好耐高温和耐磨损性能,常作为熔覆材料用于表面增强。Stellite 6合金的焊态组织由树枝状的初生固溶体相和分布于树枝间的共晶相组成,其中初生相在宏观尺度上起主要贡献。研究Stellite 6合金的焊接凝固过程,尤其是初生相的凝固结晶过程,对于探究组织形成机理、指导工艺优化有重要意义。本文使用Co-Cr-W-C四元体系的伪
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Stellite 6合金是一种钴基合金,以Co、Cr等为主要构成元素,具有良好耐高温和耐磨损性能,常作为熔覆材料用于表面增强。Stellite 6合金的焊态组织由树枝状的初生固溶体相和分布于树枝间的共晶相组成,其中初生相在宏观尺度上起主要贡献。研究Stellite 6合金的焊接凝固过程,尤其是初生相的凝固结晶过程,对于探究组织形成机理、指导工艺优化有重要意义。本文使用Co-Cr-W-C四元体系的伪二元截面将Stellite 6合金体系转化为伪二元体系,通过二元合金凝固的定量相场模型,模拟分析了焊接条件下的生长过程及其影响因素,论文的主要研究内容及相关结论如下:（1）本文分析了界面毛细作用力以及成分过冷对Stellite 6合金的生长形态及尺寸的影响。界面扰动的发展与Mullins–Sekerka理论有较好的一致性;在焊接条件附近,热源的抽拉速度对于柱状晶一次晶间距的影响要比温度梯度的影响大很多;（2）在尖端过冷较小时的自由枝晶生长过程中,尖端半径倾向于随尖端过冷的增加而减小,尖端速率倾向于随尖端过冷的增加而增加,曲率过冷对尖端过冷的贡献较小;（3）本文提出了直接耦合先验温度场的焊接相场模拟方法,并与基于熔池几何的模拟方法进行了比较。从熔池底部开始生长的晶粒在焊接热源的作用下要经历平面状-胞状-竞争生长-短暂稳态的生长过程。
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