(完整版)4 热处理过程的计算机模拟.pptVIP

3.3 相图计算的应用 提供相变动力学研究 所需要的重要信息 外推和预测相图的亚稳 部分、极难达到的平衡 外推和预测多元系 热力学性质和相图 CALPHAD 在寻找与合成新材料 时，可以起到定性和 半定量的预测作用 第三节 CALPHAD的发展与相关软件 Fe-C相图的计算 稳定相图 亚稳定相图 实验相图 操作步骤 ： 1.双击桌面上 图标 ，进入下图所示操作界面 ； 2.在光标处输入相应的命令进行计算 稳定相图的计算 3. 进入数据库，定义所要计算的体系并获取信息 4. 进入poly-3模块，设定初始值并进行计算 5. 设定计算相图的x轴和y轴范围，进行Map模式计算 6. 进入POST模块，读取计算结果 7. 计算结果 亚稳相图的计算 亚稳相图的计算与稳定相图的计算过程一样，区别在于对相状态的设定上 Fe-C相图 Fe-Fe3C相图 Fe-Mo相图的计算 实验相图 相图计算历史 J.J. Van Laar (1909) ? Initiated binary phase diagram calculation 1908 Van: J.J. Van Laar, Z. Phys. Chem., 63, 216 (1908)). J.L. Meijering (1950): ???Extended the work of Van Laar to higher order systems 1950Mei: J.L. Meijering, Philips Res. Rep., 5, 333 (1950). 1957Mei: J.L. Meijering, Acta Metall., 5, 257 (1957). L. Kaufman (1970): ?? Published a monograph entitled” Computer calculation of phase diagrams) 1970Kau: L. Kaufman and H. Bernstein, Computer calculation of phase diagrams, New York: Academic Press (1970). M. Hillert (1970): ? Introduced the sub-lattice model: 1970Hil: M. Hillert, L.-I. Staffansson: Acta Chem. Scand. 24, 3618 (1970). B. Sundman (1985): ? Developed the most powerful software to perform phase diagram and thermodynamic calculation in multicomponent systems. B. Sundman, B. Jansson, J.-O. Andersson: CALPHAD 9 (1985) 153. J. Hafner (1996): Hafner et al. released the first version of VASP (Vienna ab-initio simulation package) for calculations of materials properties and process. Established a bridge between first-principle energies (at 0K) and computational thermodynamics approaches. 第二节 相图计算 相图计算基本原理 通常情况下在材料的加工过程我们控制温度、压力于成分，因此在相图计算过程中我们选Gibbs自由能作为模型函数。 对于物质一定但与外界有能量交换的体系（封闭体系），恒温恒压过程总是朝吉布斯（Gibbs）自由能降低的方向进行，平衡状态下体系总的吉布斯自由能最低，每一组元在各相中的化学位相等。如果我们知道在所有温度下自由能—成分曲线，通过求自由能最小或解化学位相等方程我们就可以计算出相图 。 为了计算相图我们需要知道自由能曲线的亚稳部分，纯元素亚稳组态的自由能与亚稳相转变点。 第二节 相图计算 第二节 相图计算 2.1 热力学模型 根据热力学原理，体系在等温、等压处于平衡的条件下应遵守以下条件： （1）体系最小吉布斯函数原则； （2）各相的混合吉布斯函数与组成关系曲线应具有公切线，其切点对应的组成为平衡相得组成； （3）相平衡体系中同一组分在各相的化学势、活度应相等。 第二节 相图