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仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation中仿科技2012年3月JMatPro售后培训技术部仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation目录•一.热力学计算—相图绘制•二.热物性能计算•三.凝固计算•四.相变计算•五.机械性能的计算•六.数据导出仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation一.热力学计算—相图绘制热力学计算①StepTemperature：温度—相组成图②StepConcentration&Profile：合金成分—相组成图③Single：固定温度和合金成分的相组成图仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation热力学计算的理论基础（CALPHAD技术）根据热力学原理，体系在恒温恒压达到平衡的一般条件：（1）体系的总吉布斯自由能G达到最小值Gmin（2）组元i在各相中的化学势相等ijvvjivjiiiiiiiXXXXXXRTGX)(ln0mG纯组元的吉布斯自由能之和理想混合熵引起的自由能增加偏离理想溶液引起的超额自由能每一相的摩尔吉布斯自由能：仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation一.热力学计算—1.Steptemperature参数设置界面设置合金成分温度设置是否考虑所有出现的稳态相仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation计算结果：合金成分一定温度—相组成图勾选择需要显示的相还给出了热力学函数变化曲线仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation一.热力学计算—2.StepConcentration参数设置界面固定温度选择一种合金元素平衡元素除了成分变化以外的合金元素全为平衡元素仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation计算结果：以Ni为成分变化元素，Fe为平衡元素仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation一.热力学计算—3.Profile参数设置界面一次设定多种合金的成分变化默认Fe为平衡元素自定义开始成分将已保存的合金成分作为结束成分仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation计算结果：仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation一.热力学计算—4.Signal参数设置界面仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation计算结果：显示不同形式的图仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation以列表形式给出每一相中的合金成分计算结果：仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation二.热物性能计算热物性能计算①ExtendedGeneral②Dynmic③StackingFaultEnergy：堆垛层错能计算热物性能的计算仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation热物性能计算的理论基础材料性能计算：①相组成计算（平衡条件下）②基于每一相的合金成分计算该相的相关性能③根据材料的相组成及每个相的性能利用混合定律计算出材料的整体性能0(())vviiijijijiijivPxPxxxxtIIIsPxPxPPF仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation二.热物性能计算—1.Dynamic参数设置界面热力学计算载入已经计算好的结果仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation参数设置界面仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation计算结果：就是平衡条件下的温度—相组成图仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation二.热物性能计算—2.ExtendedGeneral参数设置界面Heattreatment：在此温度以下的相组成都与该温度时的相组成相同Upperlimit：设置最高温度，对于高于Heattreatment温度的温度下的相组成通过热力学计算仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation计算结果：在指定温度以下，相组成完全相同仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation即使相组成相同，但是由于不同温度下纯组元的性能不同，造成材料整体性能不同0(())vviiijijijiijivPxPxxxx仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation参数设置界面需要计算的温度上限选择可能出现的相仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation计算结果：仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation三.凝固计算计算相组成图以及对其对应的热物性质仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation凝固计算的理论基础Scheil-Gulliver模型前提假设：①固相中的溶质扩散可以被忽略②液相中的溶质扩散非常快，以至于扩散完全计算公式：形成固相中合金成分形成固相所占分数𝐶𝑠=𝑘𝐶01−𝑓𝑠𝑘−1𝑓𝑠=1−𝑇𝑓−𝑇𝑇𝑓−𝑇𝐿1𝑘−1仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation凝固计算的理论基础材料性能计算：①相组成计算（非平衡条件下）②基于每一相的合金成分计算该相的相关性能③根据材料的相组成及每个相的性能利用混合定律计算出材料的整体性能0(())vviiijijijiijivPxPxxxxtIIIsPxPxPPF仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation凝固计算——Phases&Properties（相组成&材料性能计算）参数设置界面：最后凝固完成时的晶粒尺寸考虑冷却速度对凝固过程中相转变的影响仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation计算结果：仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation计算结果：仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation四.相转变的计算①TTT/CCTDiagrams:绘制TTT/CCT图③WeldingCycle：焊接循环⑤EnergyChanges：能量变化计算⑦SimultaneousPreocipiation：同时沉淀⑨TransfprmationPlasticity:相变塑性系数计算②AdvancedCCT：绘制高级CCT图④Martensite：马氏体转变温度计算⑥QuenchProperties：淬火性能计算⑧Reaustenitisation：再奥氏体化⑩TTADiagram:TTA图绘制仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation等温冷却的相转变理论依据Kirkalday&co-workers/82(1)/32/301(,)2(1)xNqxxeffdxxTDTxxeffD有效扩散系数1𝐷𝑒𝑓𝑓=𝑒(𝑄𝑒𝑓𝑓𝑅𝑇)𝑛𝑖𝑚𝑗=1𝐶𝑗连续冷却的相转变理论依据：a)J.S.KirkaldyandD.Venugopolan,PhaseTransformationsinFerrousAlloys,eds.A.R.MarderandJ.I.Goldstein,AIME,(Warrendale,PA:AIME,1984),125.b)J.S.Kirkaldy,Scand.J.Met.,20(1991),50.相变计算—1.TTT/CCTDiagrams仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation参数设置界面指定晶粒度冷却开始温度转变量仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation计算结果仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation计算结果仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation相变计算—2.AdcancedCCT参数设置设置界面指定晶粒度冷却开始温度仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation计算结果仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation指定晶粒大小淬火开始温度，只要在奥氏体转变开始温度以上即可相变计算—3.QuenchProperties仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation计算结果仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation根据左侧的合金成分，会自动给出的当钢全部为奥氏体相时马氏体开始转变温度和应变诱导产生50%马氏体时温度相变计算—4.马氏体转变温度计算仿真智领创新Simulatinginspiresinnovation仿真智领创新Simulati