JMatPro镍铁基超合金模块介绍
JMatPro_Stainless_Part2_ThermalProperties
Pt x P x P PIII Fs
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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 就是热力学计算
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计算结果：
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选择可能出现的相
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计算结果：
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更多资源请关注
中仿科技年会专栏：
中仿社区：
计算结果：
在指定温度以下， 即使相组成相同，但是由于 相组成完全相同 不同温度下纯组元的性能不 同，造成材料整体性能不同
P xi P0 xi x j ( ijv ( xi x j )v ) i
i i j i v
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二.热物性能计算—2. Extended General
参数设置界面
Heat treatቤተ መጻሕፍቲ ባይዱent：在此 温度以下的相组成都 与该温度时的相组成 相同 Upper limit：设置最高 温度，对于高于Heat treatment温度的温度 下的相组成通过热力学 计算
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JMartPro不锈钢模块功能介绍
中仿科技 施翀 （Joy） 2011年12月
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利用JMatPro软件进行合金覆层成分设计及回火工艺制定
03200功滋讨科2021年第3期(2)卷文章编号：10019731(2021)03-03200-06利用JMatPro软件进行合金覆层成分设计及回火工艺制定周立华（成都理工大学工程技术学院，四川乐山614000）摘要：利用JMatPro软件对合金覆层进行计算，模拟分析了不同回火状态下合金覆层内部相组成成分的变化情况与碳化物颗粒的析出情况，预测了合金覆层的相关性能；采用微束等离子熔覆加工方法，在H13钢基体上熔覆制备了合金覆层，研究分析了合金覆层回火前后的组织形态、物相组成、元素分布和显微硬度变化。
结果表明,对合金覆层进行200°C回火2h,合金覆层内部组织结构、物相组成与回火前相比无明显变化，显微硬度也无明显变化（463Hv0.1）；经400°C回火2h后，合金覆层组织内部开始有少量MC型特殊碳化物析出，晶界周围逐渐呈现不连续的网状分布，一定程度上提升了覆层的显微硬度（512Hv01）；经600°C回火2h后，合金覆层组织内部析出大量MC、M2C型特殊碳化物，之前不连续的网状分布发展为连续、密集的蛛网状分布，合金覆层内部整体呈现出更为细小、均匀的组织形态，覆层硬度提升约25.88%，达到569Hv0.1.关键词：JMatPro软件；微束等离子熔覆；回火；显微硬度中图分类号：TG142.1文献标识码:A DOI：10.3969/.issn.10019731.2021.03.0310引言微束等离子熔覆加工技术是表面工程中应用广泛的核心技术之一，该技术可以在钢铁零部件的表面熔覆一层性能优异的合金涂层，对基体材料进行表面强化和保护，从而提高基体材料的使用寿命或修复破损部位以恢复使用功能，与目前我国提出的节约资源、建立环境友好型社会的目标一致，受到了相关科技工作者的广泛关注［］。
比如，通过Mo/W的固溶强化作用抑制Fe的自扩散来提高其再结晶温度⑵；通过固溶强化与碳化物的弥散强化来实现合金材料热强性的提升［］;通过V元素形成的细小且长期稳定的碳/氮化物沉淀与弥散强化，来提高合金材料的热强性和蠕变性⑷；通过Cr元素的加入（注意Cr含量在大于12%时会导致5铁素体的形成，从而削弱耐热钢的蠕变强度）来提升耐热钢的耐腐蚀性及高温抗氧化腐蚀性等［］。
jmatpro凝固板块介绍
jmatpro凝固板块介绍摘要：一、JMATPRO 简介二、凝固板块功能三、凝固板块应用领域四、凝固板块优势五、结语正文：一、JMATPRO 简介JMATPRO 是一款专业的材料性能分析软件，广泛应用于材料研究、开发和制造领域。
该软件集成了多种材料模拟和分析功能，能够为用户提供全方位的材料性能预测和优化方案。
凭借其强大的功能和易用的操作界面，JMATPRO 已经成为材料工程师和科研人员的得力助手。
二、凝固板块功能凝固板块是JMATPRO 中的一个重要模块，主要负责对材料在凝固过程中的性能进行模拟和分析。
凝固板块的功能包括：1.模拟材料的凝固过程，预测材料的凝固组织和性能。
2.分析材料在凝固过程中的热应力、热变形和相变行为。
3.优化材料的凝固工艺，提高材料的性能和生产效率。
三、凝固板块应用领域凝固板块在以下领域有着广泛的应用：1.金属材料：钢铁、铝合金、铜合金等金属材料的凝固过程模拟和分析。
2.无机非金属材料：陶瓷、玻璃等无机非金属材料的凝固过程模拟和分析。
3.复合材料：金属基复合材料、陶瓷基复合材料等复合材料的凝固过程模拟和分析。
四、凝固板块优势凝固板块在材料凝固过程模拟和分析方面具有以下优势：1.高精度：基于先进的数值方法和算法，凝固板块能够提供高精度的材料凝固过程模拟和分析结果。
2.易用性：凝固板块操作界面友好，用户无需具备深厚的专业知识即可轻松上手。
3.高效性：凝固板块能够快速处理大量数据，缩短材料研究和开发周期。
4.多功能：凝固板块集成了多种材料模拟和分析功能，能够满足不同用户的需求。
五、结语JMATPRO 的凝固板块为材料研究人员和工程师提供了一个强大的工具，能够帮助他们深入了解材料在凝固过程中的性能变化，进而优化材料设计和生产工艺。
JMatPro通用钢模块介绍
Simulating inspires innovation
需要的材料性能参数
传热模拟: 每一相与温度相关的性能
- 热导率 - 热容 - 辐射系数
变形模拟: 每一相与温度相关的弹性和塑性性能
- 弹性模量, 泊松比比, 膨胀系数 - 高高温流动曲线 (取决于应变速率和温度)
-‐16 °C/s 385 °C
Ini'a'on Point
-‐52.0 °C/s Ms = 395 °C
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
锻造（Forging）
热处理(Heat Treatment)
焊接(Welding)
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
加工工模拟的途径
（Approach for Processing Simulation）
模拟结果：塑性变形减小残余应力力
不考虑塑性变形 考虑塑性变形(Kij =5x10-‐5 /MPa)
淬火之后的最小主应力分布
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
2. 机械性能Mechanical properties 高高温强度High temperature strength 性质的获得，通常需 应力力应变曲线Stress-strain curves 要每一相的数据！！ 3. 相转变动力力学Transformation kinetics TTT/CCT图 复杂冷却制度下的相转变Transformation at complicated
JMatPro软件介绍
二、软件功能
稳态和亚稳态的相平衡计算 凝固性能计算——用于铸造模拟 热物理及物理性能计算 机械性能计算 相转变——金属热处理设计
1.1.5 粒子活性（活 度）
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1.1.6 热 容
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1.1.3 固定温度下的相组成
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1.1.4 各元素平均自由能
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1.1.1 单相元素组成
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1.1.2 元素在各相中的分布
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A Unique Software for Materials Properties Simulation
103_JMatPro介绍_通用钢_Kurt_20190417_v1.2
Stacking Fault Energy
堆垛层错能计算
参数设置
设置需要计算的温度上限
选择可能出现的相
40
Stacking Fault Energy 计算结果
41
Magnetic permeability
磁导率计算
室温硬度:矫顽力Hc；与硬度相关
VF铁素体体积分数
42
Magnetic permeability 计算结果
凝固过程相组成及热物性能计算
参数输入
凝固完成时的晶粒尺寸
最高计算温度设置 冷却速率设置
考虑冷却速度对凝固过程 中相转变的影响
29
Phases and Properties 计算结果
30
05
热物性能计算
31
热物性能计算
基于平衡相图计算热物性能
Thermo-Physical Properties Dynamic Extended General Stacking Fault Energy Magneto Permeability 热物性能计算 热物性能拓展 堆垛层错能计算 磁导率计算
43
06
机械性能计算
44
机械性能计算
Mechanical Properties Jominy Hardenability High Temp. Strength 淬透性计算 高温强度计算
Flow Stress Analysis
Flow Stress per Phase Fatigue Related Tempered Hardness
20
Isopleth
温度变化、合金成分变化的等成分面计算
参数输入
设置计算温度范围 设置参与计算的相 设置成分变化元素及变化范围 设置平衡元素
金属材料相图及物理性能计算软件--JMatPro V8_0简介
金属材料相图及物理性能计算软件JMatPro V8.0JMatPro包含的合金类型JMatPro软件包含一系列宽范围的合金类型，目前可以计算的合金类型包含铝合金、镁合金、铸铁、不锈钢、高中低合金钢、钴合金、镍基合金、镍铁基合金、镍基单晶超合金、钛合金、锆合金、焊料合金（锡焊）、铜合金；JMatPro 的主要特点独一无二性可以毫不夸张的说，JMatPro是金属材料性能计算方面的独一无二的软件。
在美国能源部的National Energy Technology Laboratory决定采用此软件时，软件采购负责人R. Mohn 写到：“This purchase order is being issued to Sente Software Inc because there is no alternative since they are the manufacturer of JMatPro and, as such, is the only source of this software. No other vendor can supply this software. This software is the only reliable, commercially available software available to make calculations for stable and metastable phase equibria; solidification behavior and properties; thermo-physical and physical properties; phase transformations; chemical properties; and mechanical properties for number of nickel-based and iron-based superalloys…”快速和正确的计算能力JMatPro是以强大而稳定的热力学模型、热力学数据为核心技术和计算基础的，所有物理模型的建立都经过了广泛的验证，以确保材料性能计算的准确性。
JMatPro镍基合金模块介绍热处理时的微观结构演变模型
等温时效 连续冷却
4. 应用— 强度计算
经过两次热处理之后的强度
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
1. 相变动力学– TTT/CCT 图
仿 真 智 领 创 新
ΔGm
RT
⎤ ⎥⎦
κ: 常数 θ: 润湿角 α: 常数
Ref: Li, Miodownik, Saunders, Mater. Sci. Technol. 18 (2002) 861-‐868
1/3
k
=
⎡ ⎢ ⎢⎣
8
Dσ Nα (1 −
9(Nβ − Nα
Nα )Vm )2 RT
⎤ ⎥ ⎥⎦
z*N* σ = zN o ΔHm
σ: 表面能 Z*: 单位面积原子 Z:最近的原子数
Ref: Li, Saunders, Miodownik, Metall. Trans. 33A (2002) 3367-‐3373
等温时效—尺寸寸
Alloy
Nimonic 80A Nimonic 90 Nimonic 263 Nimonic PE11 Nimonic PE16
γ' diameter (nm)
Exp
Calc
20
20
20
20
22
16
18
18
18
14
一一些Nimonic 合金金计算和实验测得的结果对比
仿 真 智 领 创 新
各种Ni基合金金，实验测得和计算得到结果的对比
仿 真 智 领 创 新
JMatPro钴合金模块机械性能等三项功能的介绍
四.机械性能计算—2. Creep
高温蠕变：固体材料在保持应力不变的情况下，应变随时间的延长而增加 的现象 ① 初始蠕变：应变随时间延续而增加， 但增加的速度逐渐减慢 ② 稳定蠕变：应变随时间延续而匀速 增加，这个阶段较长 ③ 加速蠕变：应变随时间延续而加速 增加,直达破裂点
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TTT/CCT图计算模型
采用经典的Johnson—Mehl—Avrami方程
������（������，������）=������（������）/������������������(������) =1−exp(−������/3 ������������������↓������↑3 ������↑4 )
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四.机械性能计算—1. High Temperature Strength
屈服强度（ ������↓������ /������↓0.2 ）：材料开始产生明显塑性变形时的应力
合金变形的两种机制 DDG（disloca>on glide）：位错运动 DDC（ disloca>on climb）：位错攀升
应变—应变速率关系：
������=(������ ↓������ +������ ↓������ +������ ↓������ )������
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参数设置界面
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计算结果
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JMatProV7.0_intro
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
计算结果
Ti6242合金在室温和482℃下，计算和实验得到的 应力应变曲线，应变速率为3.33e-5/s
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
室温强度计算
室温强度计算： 固溶强化 沉淀强化 对于单相的多晶金属而言，屈服强度与晶粒直径满
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
磁导率计算new！
对于电磁感应，特别是随温度变化的电磁感应问题，金属合 金的磁导率 m 参数显得尤为重要
室温下：
Bs与温度的关系：
Hc与温度的关系：
* A.P. Miodownik, CALPHAD, 1 (1977), 133 ¤ F.C.Schwerer et al, Acta Met., 26 (1978) 579
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
计算结果
正火钢中碳含量对于磁导率的影响（加热速度1℃/s）
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
4.机械性能计算
new！
通用钢机械性能计算功能
new！
镍基合金机械性能计算功能
热力学计算结果new！
每一相中，某一合金元素占其原始 含量的比例
每一相中，某一合金元素的含量
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Simulating inspires innovation
2.JMatPro的凝固计算 —— Scheil Gulliver
JMatPro软件介绍
JMatPro介绍及应用实例
一、软件简介 二、软件功能 三、计算原理与准确性讨论 四、软件应用范围、特点与发展展望
上海市徐汇区凯旋路3500号华苑大厦2号楼11层A座 (200030) Tel:021-64391516 Fax:021-64391506 info@
Sente Software公司是Thermotech的姊妹公司，成立于2001年，专门负责 JMatPro的商业化运行。现在公司通过发展其强大的界面绘图功能增 加了JMatPro科学绘图能力。
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英国Thermotech Ltd成立于1990年，公司成立之初便开始致力于复杂工业材料的 计算机模拟计算。公司成立初期的核心业务是开发预测平衡与非平衡材料组 织的热力学数据库。经过十几年的发展，公司现在的研究重心已转换为开发 复杂合金的物理性能与机械性能的模拟计算。所有的研究结果现在是通过 JMatPro软件的开发来得以运用，而且JMatPro的研发已经获得了国际公司及 协会组织的资金支持。
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Thermotech Ltd. And Sente Software Ltd
Thermotech Ltd. was started in 1990 and, from the outset, has been involved with computer modelling of complex materials used by Industry. Centered initially on the production of thermodynamic databases for the prediction of equilibrium and non-equilibrium structures, work now in progress is aimed at developing the capability to predict a wide range of physical and mechanical properties for complex alloys. This work has led to the development of a new software product JMatPro, the development of which has been funded by an international consortium of companies and institutions.
JmatPro软件应用简介
JmatPro软件应用简介JMatPro是英国Thermotech公司开发的,一款功能强大的材料性能模拟软件，可以用来计算金属材料的多种性能。
它是一个基于材料类型的软件，不同的材料类型有不同的模块。
JMatPro 特别针对工业用合金如镍基超合金、钢铁（如不锈钢，高强低合金钢，铸铁）、铝合金、镁合金和钛合金等，计算各种各样的材料性能。
简单而直觉式的图形用户界面设计，任何工程师或者研究人员都非常容易使用。
JMatPro功能介绍1. 稳态和亚稳态的相平衡计算1.1 随温度变化的相图计算（单相元素组成、元素在各相中的分布、固定温度下的相组成、各元素平均自由能、粒子活性、热容、焓、吉布斯自由能和熵）1.2 随成分变化的相图计算1.3 铝合金亚稳态相图计算（GP相）2. 凝固性能计算——用于铸造模拟可进行以下计算：固相分数液相分数摩尔体积体积变化热膨胀系数导热率电阻率导电率杨氏模量体积模量剪切模量泊松比液体粘性液体扩散性焓比热潜热3. 热物理及物理性能计算3.1 普通性能计算3.2 扩充性能计算（线性膨胀）3.3 动力学相模拟计算3.4 Gamma/Gamma' 错配——晶格常数、晶格失配3.5 堆垛层错能计算4. 机械性能计算4.1 强度与硬度4.2 应力-应变曲线4.3 高温强度（高温状态下的应力-应变曲线）4.4 蠕变计算4.5 端淬性5. 相转变——金属热处理设计5.1 TTT 曲线5.2 CCT 曲线5.3 铝合金等温转变曲线5.4 合金能量转变5.5 普通钢淬火性能（屈服强度、抗拉强度、硬度、淬火过程中的相变）5.6 马氏体转变5.7 晶粒长大5.8 连续冷却模拟6. 不锈钢抗孔蚀性7. 实用功能转换功能、马氏体转变与硬度和应力—应变曲线8. 各种合金模块可计算性能[编辑本段]JMatPro突出特点与相关运用1. 应用范围：能为许多材料成型CAE软件提供性能参数（如Procast、Dvnaform、Deform等）能辅助科研人员进行合金设计辅助科研人员进行材料加工工艺设计（如铸造、锻造、挤压等）辅助科研人员进行热处理与焊接工艺设计预测材料各种性能，从而可以大量节省项目时间和实验费用可为金相测试与计算、热力学计算等基础研究提供参考2. 软件特点快速而准确的计算能力值得信赖的预测能力操作界面简单、明了强大的资料管理及存储性能。
JMatPro操作方法与数据处理
输入起始温度与结束温度以及温度步长：为保证最快的计算速度，建议 将最低温度设置尽量提高。 相边界控制选项： If the thermodynamic solver finds a calculation difficult, in many cases it is because the exact location of a phase boundary is difficult. If this is not vital, it is possible to disable the phase boundary search. This can be done by going to the Options-Show phase boundaries search control menu item and checking it. This will add the following panel to the input window: 图表信息处理： 鼠标左键点击曲线不同的点将弹出此点的详细信息 快捷键使用：按住Shift，用鼠标左键选中需要放大的区域便可放大所选 区域；恢复原图在英文输入模式下敲“R”键； 可直接获取联机帮助。
一、计算步骤
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider
info@
第一步、运行软件，选择需要计算的合金模块
– 可保存常用合金成分与牌号，以便第二次直接调用； – 直接输入合金成分时，在输入最后一个元素成分后务 必将光标移至其他空白处。
JMatPro计算原理与准确性讨论
Temperature ( C)
900 850 800 750 700 650 10 100
o
U720
Calculated TTT diagrams for U720 and U720LI with experimental results of Keefe et al. superimposed. 对U720 和 U720LI 所计算的TTT曲线 与Keefe et al. 的实验结果比较
Interaction terms(Based on pairwise interactions)
相互作用项（基于相与相两 两之间相互作用）
info@
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Gm
xiGio RT xilogexi xi x j v (xi x j )v
i i i ji v
Gibbs energy of pure components 纯组元的吉布斯 自由能
Ideal entropy 理想状态下 的焓
Interaction terms(Based on pairwise interactions)
3.2.2 Phase Transformations (TTT/CCT diagrams)
相转变（TTT/CCT相图）
1200
Temperature (癈)
1000
RR2071
Calculated TTT diagram for the single crystal alloy RR2071 with experimental results of Rae at al. superimposed RR2071合金计算的TTT曲线与Rae at al.的实验结果的比较
镍铁高导磁合金
镍铁高导磁合金镍铁高导磁合金是一种铁基可以在强磁场下实现高导磁率的合金材料。
它的主要成分为镍、铁和少量的铜和铬。
该合金特性稳定，机械性能好，无热膨胀现象，所以广泛应用于电子、计算机、航天、军工等领域。
1.合金的制备首先，将纯的镍和铁按一定比例混合，并加入铜和铬，然后在一定的温度范围内进行高温烧结，使其形成单一的无定形合金状态。
接着在二次加工过程中，通过精密折弯、轧制、拉拔等多道工艺，使之形成具有高导磁性的晶体结构。
2.合金的特性镍铁高导磁合金具有非常高的导磁率和低的磁滞损耗。
何为导磁率？这是介绍材料磁化强度的物理量之一，数值越大，磁场引起的磁通量变化越小。
而磁滞损耗则是指磁场在磁性物质的内部反复变化时，磁能的损耗。
低磁滞损耗是指合金拥有优越的磁性响应速度，可以充分发挥其高导磁性。
3.应用镍铁高导磁合金在电子领域有着广泛的应用，特别是在计算机存储器、通信、传感器等方面，其高导磁率可以提高硬盘读写速度，提升通信质量，精确定位等。
此外，该合金从性能、价格和利用方面相对其他材料具有优势，且有较好的抗腐蚀性和可加工性，所以在航天、军工等领域也有着广泛的应用。
4.合金的前景镍铁高导磁合金由于其优越的物理特性，在电子领域得到了广泛的应用，而随着新材料的发展和多元化需求的提高，镍铁高导磁合金也面临着更多新的发展机会。
例如，以人工智能为代表的智能制造、智能机器人等新技术的兴起，对于镍铁高导磁合金的需求与日俱增，同时还涉及到了新能源电力系统，磁悬浮列车等领域的研究。
以此来看，镍铁高导磁合金的前景是十分广阔的。
总之，镍铁高导磁合金具有优良的导磁特性，在电子、航天、军工等多个领域中得到广泛的应用。
随着科学技术的不断提升，对于这一合金的需求还将不断增加，这也为它的未来发展提供了更为广阔的前景。
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磁滞回线。
(2)45%～50%Ni-Fe合金
具有坡莫合金中最高的饱和磁化强度，具有高磁导率和低矫顽力
(3)50%～65%Ni-Fe合金
有最高的居里温度，饱和磁化强度也较高，磁场热处理效应特别明显，能产 生很强的感生磁各向异性
(4)70%～81%Ni-Fe合金
金属和合金在浇入铸型后，由于冷却速度较快，在凝固时都存在枝晶偏析 枝晶偏析：固溶体晶体呈树枝状，枝干与枝间的化学成分不同 均匀化热处理：将铸件加热到低于固相线100-200℃的温度，保温较长时间
使偏析元素充分扩散，以达到成分均匀化 二次枝晶壁间距
枝间 枝 干
近真实！
发动机控制器，断路器中热双金属片的被动层；人造卫星，激光等
发展：高强度，焊接性能好
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② 坡莫合金（permalloy）
具有很高的弱磁场导磁率的一类镍铁合金，其含镍量的范围很广，在 35％－90％之间 坡莫合金的分类及应用： (1)35%～40%Ni-Fe合金
三.热物性能计算—4. Gamma/Gamma’相晶格错配度
晶格错配度：相邻两相界面上原子间距的相对差值 晶格错配度可表征镍铁基合金中������，������′两相共格界面的应变状态，是 影响合金中������′相筏形化速率及高温性能的重要因素
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Gm
X G
i i
0 i
RT X i ln X i X i X j v ( X i X j ) v
i i j v
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
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镍铁基合金背景知识介绍
• 镍铁合金：主要合金元素为Ni和Fe，同时还
含有Cr、Si、S、P、C等元素 • 镍：具有磁性，在合金中添加镍可增强合 金的抗腐蚀性能，约2/3的镍用于不锈 钢的生产；是奥氏体形成元素，可改 善钢的可塑性，可焊性，韧性等 • 含镍量分为：FeNi20（Ni 15％～25％）、 FeNi30（Ni 25％～35％）、FeNi40（Ni 35 ％～45％）和FeNi50（Ni 45％～60％）
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P xi Pi 0 xi x j ( ijv ( xi x j )v )
i i j i v
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
P x P x P PIII Fs t
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参数设置界面
均匀化温度 二次枝晶壁间距
均匀化时间
将均匀化时间等分分数
选择需要均匀化的元素
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计算结果
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三.热物性能计算
热物性能计算
平衡相组织结构
① Extended General 热物性能的计算
③ Single：固定温度和合金成分的相组成图
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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，即有
每一相的摩尔 吉布斯自由能：
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镍铁合金模块功能介绍、演示
Infinitely Closer to Real 无限接近真实！
一.热力学计算—平衡相图绘制
热力学计算
① Step Temperature：温度—相组成图
② Step Concentration & Profile：合金成分—相组成图
面心立方（FCC）
体心立方（BCC） 堆垛顺序发生差错 密排六方（HCP）
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参数设置界面
需要计算的温度上限 也是计算该温度下的 相组成
选择参与计算的相
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计算结果
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1 ������−1
形成固相中合金成分 ������������ = ������������0 1 − ������������
������−1
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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
② Dynmic
③ Stacking Fault Energy：堆垛层错能计算 ④ Gamma/Gamma’相晶格错配度的计算
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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
显示不同形式的图
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二.凝固计算
凝固计算，模拟铸造过程
计算凝固过程中相组织结构， 热物性能以及冷却曲线
均匀化热处理计算
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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： 形成固相所占分数 ������������ − ������ ������������ = 1 − ������������ − ������������
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镍铁合金的强化机制
• 固溶强化
加入与基体金属原子尺寸不同的元素与镍形成固溶体������（GA������������������相），引起晶格畸变
对于铁镍基合金，主要的固溶元素是Cr，Mo，W
• 沉淀强化
通过时效处理，从过饱和固溶体中第二相弥散的分布在组织中，提高强度 在NiFe合金中加入Ti，Al，Nb等元素，在时效过程可以形成������′相，是A3B型化合物，代 表类型为（Ni3（Al，Ti））。������′相的强化可通过以下途径：①增加������′相数量 ②使������′相与基体 相有适当的错配度，以获得共格畸变的强化效应
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主要几类镍铁合金
① 因瓦合金 膨胀性本质：在一定的温度范围内的热膨胀形状由低膨胀转变为高 膨胀的两部分组成 热 膨 胀 性 T 一般合金 因瓦合金 热 膨 胀 性
居里点 T
用途：测量仪的薄带和细丝以及座钟钟摆；代替铂作为封装玻璃的引丝；
三.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
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计算结果
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三.热物性能计算—2. Extended General
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Heat treatment：在此 温度以下的相组成都 与该温度时的相组成 相同
一.热力学计算—1.Step temperature
温度设置 设置合金 成分
是否考虑所有 可能出现的稳 态相
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计算结果
合金成分一定 勾 选 择 需 要 显 示 的 相
查看某一合金元素 在各相中随温度的 查看某一相中合金 变化 元素随温度的变化
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一.热力学计算—4.Signal
Singal：计算同时固定温度和合金成分时的相组成
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计算结果
二.凝固计算——1.Phases&Properties（相组成&材料性能计算）
凝固开始温度 凝固截止点
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计算结果
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二.凝固计算——2.Homogenisation（均匀化计算）
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Heat treatment：在此 温度以下的相组成都 与该温度时的相组成 相同 Upper limit：设置最高 温度，对于高于Heat treatment温度的温度 下的相组成通过热力学 计算
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计算结果
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P xi Pi 0 xi x j ( ijv ( xi x j )v )
i i j i v
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