在镁合金凝固过程中，通常观察到在扩散、毛细管和对流传输之间相互作用下，镁枝晶阵列的演化过程。但大多数研究都集中在等轴枝晶的形态演化上，没有直接的实验参考。 近日，重庆大学Minghang Yang，张昂Ang Zhang，蒋斌Bin Jiang等在Transactions of Materials Research上发文，在原位X射线观察结果的基础上，设计了一组对流条件时，枝晶阵列的相场模拟，以说明Mg-Gd枝晶阵列的形态演化。 

还讨论了温度梯度、对流强度和熔体杂质的影响。主要关注分支形态和界面前沿的演变。较四重晶体结构的显著区别也显示了镁合金枝晶阵列形貌特征的独特性。最后讨论了外部强制流动的扩展，以证明熔体对流的不可忽略的影响。 Mg-Gd枝晶阵列形态选择的基本认识，为铸造镁合金微观组织的预测和优化提供了指导。  

Morphological evolution of Mg-Gd dendrite array: A numerical investigation extended from in situ X-ray radiography 

Mg-Gd枝晶阵列的形态演化：基于原位X射线照相术的数值研究

图1. 初始设置。  

图2. 枝晶阵列的演变。  

图3  沿指定方向的溶质浓度分布。 

图4. 无对流条件，不同温度梯度时的溶质场云图。  

图5: 存在对流时，不同温度梯度的溶质场云图。

图6. 不同对流强度下，溶质场云图的演变。  

图7. 不同流动强度下，枝晶形貌。  

图8 不同来流强度下，界面前沿及高差变化。

图9. 局部尖端分裂。  

图10: 尖端分裂频率与噪声振幅的关系。  

图11: 生长早期左侧第四个树突的树突轮廓演变。  

图12. 不同条件下，四种主要分支模式的溶质场云图。  

图13. 不同对流强度下，溶质场云图的演变。  

图14: 不同入口速度下的界面前沿。  

图15. 两个典型主臂L1/L2长度比与预定生长角θ关系。  

图16. 不同温度梯度下的溶质场云图。 

 文献链接 https://doi.org/10.1016/j.tramat.2025.100115 本文译自Transactions of Materials Research