大规格钛扁锭凝固过程的非稳态数值计算研究

大规格钛扁锭凝固过程的非稳态数值计算研究大规格钛扁锭凝固过程的非稳态数值计算研究摘要：钛合金广泛应用于航空航天、汽车和生物医学等领域，其制备过程中的凝固过程对最终产品的质量具有重要影响。本论文以大规格

大规格钛扁锭凝固过程的非稳态数值计算研究 大规格钛扁锭凝固过程的非稳态数值计算研究 摘要： 钛合金广泛应用于航空航天、汽车和生物医学等领域，其制备过程中的凝固过程对最 终产品的质量具有重要影响。本论文以大规格钛扁锭的凝固过程为研究对象，采用非 稳态数值计算方法对其凝固行为进行模拟和分析。通过建立凝固过程的数值模型，并 考虑了热传导、质量传递以及相变等相关物理过程，得到了钛扁锭凝固过程中温度和 组织结构的演变规律。研究结果表明，凝固速度、温度梯度和相组成变化对钛扁锭的 组织结构具有显著影响，为优化钛合金的制备工艺提供了理论指导。 关键词：钛扁锭，凝固过程，非稳态数值计算，温度梯度，组织结构 1. 引言 钛合金作为一种具有优异性能的结构材料，被广泛应用于航空航天、汽车和生物医学 等领域。钛扁锭作为钛合金的重要中间产品，其组织结构对最终产品的性能具有重要 影响。因此，研究钛扁锭凝固过程的非稳态数值计算方法，对于优化钛合金制备工艺 具有重要意义。 2. 研究方法 本论文采用了非稳态数值计算方法对钛扁锭的凝固过程进行研究。首先，建立了凝固 过程的数值模型，考虑了热传导、质量传递以及相变等相关物理过程。然后，采用计 CFD 算流体力学（）软件进行模拟计算，得到了钛扁锭凝固过程中温度和组织结构的 演变规律。 3. 结果与讨论 通过数值模拟计算，得到了钛扁锭凝固过程中温度和组织结构的演变规律。结果表 明，在凝固初期，钛扁锭表面温度急剧下降，内部温度梯度逐渐增大；随着凝固的进 行，温度梯度逐渐减小，钛扁锭的组织结构逐渐形成。同时，钛扁锭中的相组成也发 生变化，从凝固初期的多相组成逐渐形成单一相组成。 4. 结论 本论文通过非稳态数值计算方法研究了大规格钛扁锭凝固过程，得到了温度和组织结 构的演变规律。研究结果表明，凝固速度、温度梯度和相组成变化对钛扁锭的组织结