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2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

Solidification Simulation of Fe–Cr–Ni–Mo–C Duplex Stainless Steel Using CALPHAD-Coupled Multi-phase Field Model with Finite Interface Dissipation

verfasst von : Sukeharu Nomoto, Kazuki Mori, Masahito Segawa, Akinori Yamanaka

Erschienen in: Proceedings of the 4th World Congress on Integrated Computational Materials Engineering (ICME 2017)

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

A multi-phase field (MPF) model with finite interface dissipation proposed by Steinbach et al. is applied to simulate the dendritic solidification in Fe–Cr–Ni–Mo–C duplex stainless steel. This MPF model does not require an equal diffusion potential assumption and can take into account a substantial non-equilibrium interfacial condition. We develop the MPF code to couple with the CALPHAD thermodynamic database to simulate two-dimensional microstructure evolutions in multi-component alloys using the TQ-interface of Thermo-Calc. The message passing interface parallelization technique is adapted to the program code development to reduce computational elapse time. Solidification calculations were performed in two cases of quinary compositions: Fe–16Cr–2Mo–10Ni–0.08C and Fe–17Cr–2Mo–9Ni–0.08C. We confirm that the developed MPF method can be highly applicable to microstructure evolution simulation of the engineering metal alloy solidification.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat I. Steinbach et al., A phase field concept for multiphase systems. Physica D 94, 135–147 (1996) I. Steinbach et al., A phase field concept for multiphase systems. Physica D 94, 135–147 (1996)
3.
Zurück zum Zitat J. Eiken, B. Boettiger, I. Steinbach, Multiphase-field approach for multicomponent alloys with extrapolation scheme for numerical application. Phys. Rev. E 73, 066122 (2006) J. Eiken, B. Boettiger, I. Steinbach, Multiphase-field approach for multicomponent alloys with extrapolation scheme for numerical application. Phys. Rev. E 73, 066122 (2006)
4.
Zurück zum Zitat S.G. Kim, W.T. Kim, T. Suzuki, Phase-field model for binary alloys. Phys. Rev. E 60, 7186–7197 (1999) S.G. Kim, W.T. Kim, T. Suzuki, Phase-field model for binary alloys. Phys. Rev. E 60, 7186–7197 (1999)
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Zurück zum Zitat I. Steinbach, L. Zhang, M. Plapp, Phase-field model with finite interface dissipation. Acta Materialia 60, 2689–2701 (2012) I. Steinbach, L. Zhang, M. Plapp, Phase-field model with finite interface dissipation. Acta Materialia 60, 2689–2701 (2012)
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Zurück zum Zitat L. Zhang, I. Steinbach, Phase-field model with finite interface dissipation: extension to multi-component multi-phase alloys. Acta Materialia 60, 2702–2710 (2012) L. Zhang, I. Steinbach, Phase-field model with finite interface dissipation: extension to multi-component multi-phase alloys. Acta Materialia 60, 2702–2710 (2012)
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Zurück zum Zitat L. Granasy et al., Phase field theory of heterogeneous crystal nucleation. Phys. Rev. Lett. 98, 035703 (2007) L. Granasy et al., Phase field theory of heterogeneous crystal nucleation. Phys. Rev. Lett. 98, 035703 (2007)
8.
Zurück zum Zitat S. Fukumoto et al., Prediction of sigma phase formation in Fe–Cr–Ni–Mo–N alloys. ISIJ Int. 50, 445–449 (2010) S. Fukumoto et al., Prediction of sigma phase formation in Fe–Cr–Ni–Mo–N alloys. ISIJ Int. 50, 445–449 (2010)
Metadaten
Titel
Solidification Simulation of Fe–Cr–Ni–Mo–C Duplex Stainless Steel Using CALPHAD-Coupled Multi-phase Field Model with Finite Interface Dissipation
verfasst von
Sukeharu Nomoto
Kazuki Mori
Masahito Segawa
Akinori Yamanaka
Copyright-Jahr
2017
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-57864-4_26

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.