Modeling of dendrite spacing during directional solidification with changing processing parameters

点击翻译按钮获取中文摘要

Der Dendritenabstand lambda ist die wichtigste Gefügekenngröße bei gerichteter Erstarrung. Bei Änderung der Erstarrungsparameter ist die entsprechende lambda-Variation durch eine große Verzögerung, eine starke Geschichtsabhängigkeit sowie einen großen Streuungsbereich gekennzeichnet. Zur Beschreibung dieses komplizierten lambda-Verhaltens wird in diesem Vorhaben ein neuartiges Modell entwickelt. Im Gegensatz zu konventionellen Modellen, bei denen nur das isolierte Wachstum eines einzelnen Dendriten im stationären Zustand betrachtet wird, wird hier das konkurrierende Wachstum eines Arrays von zahlreichen Dendriten im instationären Zustand statistisch analysiert. Die Häufigkeit der lambda-Streuung wird durch eine geeignete Funktion beschrieben. Die lambda-Variation entspricht der Neubildung von Hauptstämmen aus Dendritenarmen bzw. dem Überwachsen einzelner Achsen von umgebenden Dendriten. Zur Vereinfachung wird zuerst ein zweidimensionales Modell bearbeitet und dieses danach zum dreidimensionalen erweitert. Zur Überprüfung dieses Modell werden systematische lambda-Messungen mit variierten Erstarrungsparametern durchgeführt. Im Vergleich mit theoretischen Berechnungen wird die Gültigkeit des Modells validiert und gegebenenfalls weiter vervollständigt.