Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modeling of two-stage solidification: Part II computational verification of the model

Wodo O., Gawrońska E.

Archives of Foundry Engineering

|

2013

|

Vol. 13, iss. 1

125--130

EN

In Part I of this article, two-stage solidification model was presented. In this part we use our model to simulate solidification of the Al 7% Si alloy for two cooling rates - 2 deg/s and - 20 deg/s. Simulations have been performed for two eutectic transformation modes, typical for modified and unmodified alloys. Obtained cooling curves are qualitatively consistent with the typical cooling curves for modified and unmodified alloys. Moreover, evolution of cooling-curve characteristics is compared with the analytical model and found to be in close agreement.

2

Modeling of two-stage solidification: Part I model development

Wodo O., Gawrońska E.

Archives of Foundry Engineering

|

2012

|

Vol. 12, iss. 4

151-156

EN

The paper presents a new numerical model of solidification processes in hypoeutectic alloys. The model combines stochastic elements, such as e.g. random nucleation sites and orientation of dendritic grains, as well as deterministic methods e.g. to compute velocity of dendritic tips and eutectic grains. The model can be used to determine the temperature and the size of structure constituents (of both, the primary solid phase and eutectics) and the arrangement of individual dendritic and eutectic grains in the consecutive stages of solidification. Two eutectic transformation modes, typical to modified and unmodified hypoeutectic alloys, have been included in the model. To achieve this, cellular automata and Voronoi diagrams have been utilized.

3

Oscillatory mode of the interlamellar spacing selection within the irregular eutectic structure

Wołczyński W., Guzik E., Okane T., Senderowski C., Kopyciński D.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 4

293-298

EN

Among all interlamellar spacings visible within the irregular Al-Si eutectic morphology two characteristic distances have been distinguished. The first distance is named as Xt and is the smallest spacing which can be revealed within a morphology. The second distance is the largest spacing named X's and is the largest spacing revealed. It has been assumed that both mentioned distances are sufficient to characterize (define) the average spacing X within irregular eutectic morphology obtained under stationary state. The smallest spacing is related to the criterion of minimum entropy production or minimum undercooling of the s/1 interface. The maximum spacing is identified with the perturbation wavelength corresponding to the marginal stability. As a result, two hypothesis are introduced into the considerations in order to work out a scheme of irregular eutectic structure formation. The first hypothesis is that some parts of structure are forming under stationary state defined by the criterion of minimum entropy production. The second hypothesis is that other parts of irregular eutectic structure are forming under rotation around stationary state defined by tending of the system from marginal stability towards the stationary state. The simplified scheme of irregular structure incorporates, additionally the intermediate lamella of faceted phase that is also taken into account in the definition of average interlamellar spacing, X . The intermediate morphology existing between two distinguished distances is treated as being under oscillation between stationary state and marginal stability. The state of marginal stability is defined by a vanishing excess entropy production. Therefore, It is suggested that the structural oscillation takes place between an attractor and point of bifurcation in the system.

PL

Spośród wielu odległości międzypłytkowych widocznych w nieregularnej strukturze eutektyki Al-Si wyróżniono dwa charakterystyczne dystanse. Pierwszy z nich określony symbolem Xi jest najmniejszą odległością międzypłykową jaka może być wykryta w morfologii. Drugi z nich jest odległością maksymalną jaka daje się ujawnić w morfologii i określony jest symbolem Xis . Przyjęto założenie że obydwie wspomniane odległości są wystarczające do sformułowania definicji średniej odległości międzypłytkowej w nieregularnej strukturze eutektycznej, X . Najmniejsza odległość odniesiona jest do kryterium minimalnej produkcji entropii lub do minimalnego przechłodzenia frontu krystalizacji. Odległość maksymalna identyfikowana jest z długością fali perturbacyjnej odpowiadającej stabilności marginalnej. W konsekwencji dwie hipotezy zostały postawione w badaniach celem opracowania schematu nieregularnej struktury eutektycznej. Pierwsza hipoteza wnosi iż pewne obszary struktury kształtują się w warunkach stacjonarnych zdefiniowanych poprzez kryterium minimalnej produkcji entropii. Druga hipoteza wnosi iż pozostałe obszary struktury nieregularnej kształtują się podczas rotacji systemu wokół stanu stacjonarnego zdefiniowanej dążeniem systemu od stabilności marginalnej do wspomnianego stanu stacjonarnego. Uproszczony schemat struktury nieregularnej zawiera dodatkowo pośrednią płytkę fazy ścianowej która także włączona jest do definicji średniej odległości międzypłytkowej, X . Struktura pośrednia tj. pojawiająca się między dwoma wyróżnionymi dystansami jest traktowana jako będąca w trakcie oscylacji między stanem stacjonarnym a stanem stabilności marginalnej, dla którego nadmiarowa produkcja entropii zanika. Sugeruje się zatem, iż oscylacja struktury ma miejsce między atraktorem a punktem bifurkacji w systemie.