Simulation of solidification of multicomponent alloys

Lehrstuhl für Theoretische Hüttenkunde, RWTH Aachen, Kopernikusstr 16, D-52056 Aachen, Germany.

Abstract

Two different models have been applied to simulate the solidification of different multicomponent alloys using thermodynamic calculation methods. The Scheil model could successfully be used to simulate the complex phase precipitation and microsegregation observed during cooling of commercial aluminum alloys at low cooling rates. The second model taking into account multicomponent solid-state diffusion is applied to the solidification of different steel grades and especially to the peritectic reaction. Example results are presented for a carbon steel and a chromium steel. The results are in good agreement with experimental data reported in the literature.

Résumé

Deux modèles différents, basés sur des données thermodynamiques, ont été utilisés afin de simuler la solidification de divers alliages multicomposés. Le modèle de Scheil a été appliqué avec succès à la description de la solidification et de la microségrégation d'alliages d'aluminium commerciaux à refroidissement lent. Le second modèle considère la diffusion dans les phases solides. Il a été utilisé pour la simulation de la solidification de différents aciers, et spécialement pour l’étude de la réaction péritectique. A titre d’exemple, les résultats pour l’acier au carbone et l’acier au chrome sont représentés ici. Ces résultats correspondent de manière satisfaisante aux données expérimentales.