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熔体热历史显著影响金属凝固时的过冷度与微观结构,进而对材料的性能产生重要的影响。因此,揭示熔体热历史对金属凝固特性的影响规律具有重要的理论意义和工程价值。本文采用EAM多体势函数和分子动力学模拟的方法,研究了具有fcc结构的金属A1、Ag和Ni熔体在凝固过程中的形核过冷度及微观结构随熔体热历史的演变规律,并用经典凝固理论获得A1、Ag和Ni熔体中最大原子团中原子个数随熔体初始温度的变化关系。主要结论如下：在不同初始温度下,A1、Ag和Ni熔体分别以小于1012.7K/s、1011.1K/s和1011.8K/s冷速凝固后均形成晶体结构；采用金属固/液界面能模型预测不同冷速下A1、Ag和Ni熔体凝固均质形核过冷度与模拟所获得的均质形核过冷度相一致；不同初始温度下,A1、Ag和Ni熔体以冷速1011.0K/s冷却凝固后,获得的均质形核过冷度均随着熔体初始温度的增加逐渐增加,当熔体初始温度达到一定值时,均质形核过冷度不再随着熔体初始温度的增加而改变,且其值分别为358K、445K和558K。通过理论计算研究熔体中最大原子团中原子数nmax与熔体初始温度Ts的变化关系,发现在不同初始温度下熔体凝固过程中最大原子团中原子数nmax均随熔体温度T的增加逐渐减少。在初始温度2278K下,模拟不同冷速下Ni熔体冷却凝固后的微观结构及其演变规律。结果发现,冷速小于1011K/s时,Ni熔体凝固后形成晶态组织；冷速在1011K/s到1014.5K/s之间时,Ni熔体凝固后形成由晶态结构与非晶态结构组成的混合组织。冷速小于10’0K/s,Ni熔体凝固后形成的晶态组织具有FCC结构；冷速在1010K/s到1014.5K/s之间时,Ni熔体凝固后组织中的晶态由FCC和HCP结构层状镶嵌排列构成。通过分析模拟结果和计算结果,确定出了Ni熔体凝固后形成理想非晶的临界冷速为1014.5K/s。并发现Ni熔体中临界晶核(冷速等于1014.5K/s)和亚临界晶核(冷速大于10145K/s)均由FCC和HCP组成层状偏聚结构,这表明Ni熔体中生长的晶体、临界晶核和晶胚的结构是相同的。