Acta Materialia：难混溶铍铝合金凝固过程中溶质传输与微观组织演化机制

本研究针对难混溶铍铝合金在凝固过程中溶质传输与微观组织演化机制进行了深入探讨。背景方面，铍铝合金具有高比刚度、热稳定性等优异性能，但凝固区间宽，易形成粗大枝晶和溶质偏析，影响力学性能。研究目的旨在揭示自然对流、溶质分布及枝晶间相互作用对微观结构的影响，并建立精确的数值模型以描述枝晶生长。通过X射线显微断层扫描（XCT）与多物理场数值模拟，团队提出了适用于HCP结构铍枝晶的12生长方向模型和偏心14面体捕获算法，构建了元胞自动机-有限体积法（CA-FVM）耦合模型。结论表明，铍枝晶的独特对称性导致生长不对称，自然对流主导凝固过程，影响枝晶形貌和二次枝晶臂间距。凝固后期晶粒合并导致液相通道压缩，强化溶质富集与局部流动，影响组织粗化。该研究为调控难混溶合金组织提供了理论基础和方法支撑。