CN119230034B 基于连续生长限制因数的熔池晶粒凝固分析方法和装置 （浙江海洋大学）

58-67,72.58-67,72.基于连续生长限制因数的熔池晶粒凝固分本申请提供一种基于连续生长限制因数的因数与用于预测晶粒连续生长速率的模型的第为建立熔化边界附近凝固模式转换判据和掌握2建立连续生长限制因数与用于预测晶粒连续生长速率的模型的第一关根据所述第一关系确定所述用于预测晶粒连续生长速率的模型与凝固路径之间的第根据溶质浓度、焊接速度与所述凝固路径的相关关系确定分界点，根据计算得到的曲率半径确定平面生长和胞状结合所述根据溶质浓度、焊接速度与所述凝固路径的分界点和所述根据计算得到的曲率半径确定平面生长和胞状生长的分界点步骤确定的分所述增长率的变化方向和变化值确定增长率变化3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述增长曲线上各点的曲率半基于曲率公式和计算得到的各个点对应的一阶导数和二阶导数计算各个点对应的曲基于所述连续生长限制因数与用于预测晶粒连续生长速率的模型确定关联的共同参基于溶质浓度、液相线斜率和分配系数确定生长限制因数的模共同参数中除共同参数外的其他参数优化所述生长限制因数的模型得到连续生长限制因结合KGT模型、所述共同参数以及所述生长限制因数的模型与用于预测晶粒连续生长基于所述用于预测晶粒连续生长速率的模型和所述连续生长限制因数建立所述第一3获取不同工艺参数条件下合金材料熔化边界的晶粒基于所述数据和凝固路径的关联关系进行相场模型模拟并得到基于所述模拟结果确定晶粒生长速率随凝固路径变化的数据点和平面生长到胞状生将所述数据点与增长曲率最大值对应的点的位置进行比较获取不同液体溶质浓度和焊接速度下合金熔化边界基于所述生长情况确定不同液体溶质浓度下实际平面生长距离和分界点与熔化边界基于所述生长情况确定不同焊接速度下实际平面生长距离和所述分界点与熔化边界基于所述曲线和演化曲线确定所述相关关系基于所述分界点将熔池凝固过程划分为不同阶段，所述阶段包括确定各个阶段液体溶质浓度和焊接速度对凝固结基于所述演化曲线分别分析在不同溶质浓度和焊接速度下平均晶粒尺寸的变9.一种基于连续生长限制因数的熔池晶粒凝固分其中，所述建立模块，用于建立连续生长限制因数与用于预测所述确定模块，用于根据所述第一关系确定所述用于预测晶粒连续生长所述确定模块，还用于根据溶质浓度、焊接速度与所述凝固速度分布特点，基于所述候选区域和分布特点确定所述第二关系的分界点候选区域，4结合所述根据溶质浓度、焊接速度与所述凝固路径的分界点和所述根据计算得到的曲率半径确定平面生长和胞状生长的分界点步骤确定的分5[0008]根据所述第一关系确定所述用于预测晶粒连续生长速率的模型与凝固路径之间6连续生长速率的模型的反比关系（第一关系可以更清晰地了解到在熔池晶粒凝固过程[0019]图1为本申请提供的基于连续生长限制因数的熔池晶粒凝固分析方法实施例一的[0021]图3为本申请示出的不同液体溶质浓度下的实际平面生长距离和分界点与熔化边[0022]图4为本申请示出的不同焊接速度下实际平面生长距离和分界点与熔化边界的距[0023]图5为本申请提供的基于连续生长限制因数的熔池晶粒凝固分析装置实施例二的7[0025]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申[0028]图1为本申请提供的基于连续生长限制因数的熔池晶粒凝固分析方法实施例一的[0029]S101、建立连续生长限制因数与用于预测晶粒连续生长[0031]具体的，建立连续生长限制因数与用于预测晶粒连续生长速率的模型的第一关8关联的共同参数中除共同参数外的其他参数优化所述生长限制因数的模型得到连续生长k是分配系数。和熔合线法线的夹角等参数优化所述生长限制因数的模型得到连续生长限制因数的模型，限制因数，并分析生长限制因数的模型与用于预测晶粒连续生长速率的模型的比例关系，AT为过冷度。9因素，这些因素通过连续生长限制因数这个综合指标来体现对晶粒连续生长速率的约束。速率的模型表示）与连续生长限制因数成反比。而连续生长限制因数本身是与凝固过程中（可以是时间的推进或者空间位置的变化，比如熔池从起始凝固点到完全凝固所经历的距离等溶质的分布、温度梯度等因素都会发生变化，这些变化会直接影响连续生长限制因数。[0055]请继续参照图2，所述用于预测晶粒连续生长速率的模型与凝固路径之间的第二连续生长速率的值开始增加，后期快速上升，说明在N点出现平面生长到胞状生长转变现浓度和焊接速度组合会导致不同的凝固路径，这些路径可能会使晶粒生长呈现出平面生通过对晶粒生长模式变化的观察（如从平面生长向胞状生长的转变确定分界点的位置，复杂或离散数据分别计算各个点对应的一阶导数和二阶导数。;个位置可以合理地被认为是平面生长和胞状生生长到胞状生长转变点的位置与所述增长曲率最大值对应的点在凝固路径上对应的位置论上的平面生长和胞状生长的分界点。将相场模型模拟得到的数据点和转变点与之比较，胞状结构来不及充分发展就被快速凝固的液[0118]以凝固时间或者凝固路径等相关参数作为横坐标，以平速度则通过改变熔池的冷却速度来影响晶粒生长的时间[0126]图5为本申请提供的基于连续生长限制因数的熔池晶粒凝固分析装置实施例二的[0128]所述确定模块520，用于根据所述第一关系确定所述用于预测晶粒连续生长速率[0131]所述确定模块520，还用于根据计算得到的曲率半径确定平面生长和胞状生长的[0133]上述装置中各个单元的功能和作用