Simulation of Austenite and Graphite Growth in Ductile Iron by Means of Cellular Automata

• Autorzy: Gurgul D. , Burbelko A.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie wzrostu grafitu i austenitu w żeliwie z grafitem kulkowym za pomocą automatu komórkowego

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki modelowania wpływu wzrostu kulki grafitu na niejednorodność pola stężenia węgla oraz na wzrost dendrytu austenitu podczas krystalizacji żeliwa z grafitem sferoidalnym. W symulacji pokazano, że kierunek wzrostu gałęzi dendrytu austenitu może odchylać się od krystalograficznego w stronę maksymalnego gradientu stężenia, więc do najbliższej rosnącej kulki grafitu. Następnie powstaje kontakt dwu faz stałych i tworzenie się tzw. struktury halo, tzn. całkowite otoczenie kulki grafitu przez austenit i jej odizolowanie od cieczy. Wyniki modelowania uzyskano przy zastosowaniu autorskiego modelu matematycznego i oprogramowania, opartego na metodzie automatu komórkowego (AK).

EN

This article presents the results of modelling the influence of the growth of a graphite spheroid on the inhomogeneity of the carbon concentration field and on the growth of the austenite dendrite during the solidification of cast iron with spheroid graphite. It has been shown that the dendrite arms can diverge from them crystallographic directions and growth along maximum concentration gradient, and thus towards to the nearest graphite particie. A contact of phases then arises, as does the formation of the so-called halo structure, i.e. the total surrounding of the graphite spheroid by the austenite and its isolation from the liąuid. Results modelling were obtained using the author's own mathematical model and software, which is based on the cellular automaton method.

Słowa kluczowe

PL

automat komórkowy; austenit; struktura halo; żeliwo sferoidalne

EN

cellular automata; mesh anisotropy; halo effect; spheroidal cast iron

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 55, iss. 1
• Strony: 53--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gurgul D.

autor

Burbelko A.

• AGH UNIYERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY, FACULTY OF FOUNDRY ENGINEERING, 30-059 KRAKÓW, 23 REYMONTA STR., POLAND

Bibliografia

• [1] A. Burbelko, Mezomodelowanie krystalizacji metodą automatu komórkowego, UWND AGH, Kraków, 2004.
• [2] M. R Zhu, D. M. Stefanescu, Virtual front track-ing model for the quantitative modeling of dendritic growth in solidification of alloys, Acta Materialia 55, 1741-1755 (2007).
• [3] W. W. Mullins, R. R Sekerka, Morphological stability of a particie growing by diffusion or heat flow. Journ. Of Applied Phys. 34, 323-329 (1963).
• [4] J. J. Hoyt, M. Asta, Atomistic computation of liquid diffusivity, solid-liquid interfacial free energy, and kinet-ic coefficient in Au and Ag. Phys. Rev. B. 65, 214106, 1-11 (2002).
• [5] O. Kyбащевски,Диаграммы состояния двойных систем на основе железа. Справочник. Mocква, Meтaллуpгиий, 1985.
• [6] L. Beltran-Sanchez, D. M. Stefanescu, Growth of solutal dendrites - A cellular automaton model. Int. J. Cast Metals Res. 15, 251-256 (2002).
• [7] A. A. Burbelko, D. Gurgul, Testing of the growth ratę governing eąuations for cellular automata solidification modeling. Simulation Designing and Con-trol of Foundry Processes. AGH, 21-32 Kraków, 2006.
• [8] A. A. Burbelko, W. Kapturkiewicz, D. Gurgul, Computation of interface curvature in mod-elling of solidification by the method of cellular automaton. Archives of Foundry Engineering. 7, 41-46 (2007).
• [9] A. A. Burbelko, W. Kapturkiewicz, D. Gurgul, The reducing of artificial anisotropy in solidification modeling on cellular automaton. Advances in Metallurgical Processes and Materials: Proceedings of the International Conference. Dnipropetrovsk, Ukraine, May 27-30 2, 220-230 (2007).
• [10] M. F. X. Gigliotti Jr., G. A. Colligan, G. L. G. Powell, Halo formation in eutectic alloy system. Metallurgical Transactions 1, 891-897 (1970).