对流作用下Al-4.7%Cu合金枝晶生长的形貌特征和成分分布的数值模拟

建立了用于模拟Al-4.7%Cu（质量分数）单相固溶体合金凝固过程温度场、流场、溶质场以及微观组织模拟的元胞自动机-格子玻尔兹曼方法（CA-LBM）数值模型,分析对流作用下枝晶生长的形貌与成分变化。模型处理溶质场计算中固液（S/L）界面处溶质的分配过程,使浓度场的变化和实际的传输过程更加相符。计算结果表明,与不计入流动过程的纯扩散型合金凝固过程相比较,对流对合金枝晶形貌的影响显著,呈现非对称生长形貌。在强制对流条件下,枝晶晶粒大小呈均匀化趋势,枝晶间的局部区域的成分更加均匀,在整体凝固区域内的成分呈现出上游到下游的一定的梯度化趋势。