4-热处理过程的计算机模拟
热处理数值模拟
热处理数值模拟热处理数值模拟是一种通过数值计算方法模拟材料在热处理过程中的温度分布、相变行为和应力变化等物理现象的过程。
下面是一个详细精确的热处理数值模拟的步骤：1. 确定模拟的材料和几何形状：首先需要确定要进行热处理数值模拟的材料和其几何形状。
这包括材料的热物性参数（如热导率、比热容等）和几何形状的尺寸。
2. 建立数值模型：根据材料和几何形状的信息，建立数值模型。
数值模型可以是二维或三维的，可以采用有限元方法或有限差分方法等数值计算方法。
3. 确定边界条件：根据实际热处理过程中的边界条件，如加热温度、冷却速率等，确定数值模型的边界条件。
边界条件可以是恒定的，也可以是随时间变化的。
4. 确定材料的热物性参数：根据实验数据或已有的文献资料，确定材料的热物性参数。
这些参数包括热导率、比热容、相变温度等。
5. 设置数值计算参数：确定数值计算的时间步长、网格尺寸等参数。
这些参数的选择需要保证数值模拟的精度和计算效率之间的平衡。
6. 进行数值计算：根据数值模型、边界条件和材料的热物性参数，进行数值计算。
数值计算可采用显式或隐式的数值方法，如前向差分法、后向差分法等。
7. 分析计算结果：根据数值计算的结果，分析材料在热处理过程中的温度分布、相变行为和应力变化等物理现象。
可以通过可视化技术将计算结果以图形或动画的形式展示出来，以便更直观地理解和分析。
8. 验证和优化模型：根据实验数据或已有的文献资料，对数值模型进行验证和优化。
可以通过与实验结果的对比来评估数值模拟的准确性，并对模型进行调整和改进。
以上是热处理数值模拟的详细精确步骤，通过这些步骤可以对材料在热处理过程中的物理现象进行准确的数值模拟和分析。
热处理过程中材料热膨胀的数值模拟分析
热处理过程中材料热膨胀的数值模拟分析热处理是材料加工的重要环节，其目的是通过改变材料的组织结构和性能，提高材料的强度、硬度和耐腐蚀性等。
在热处理过程中，材料的热膨胀是一个关键参数，它对热处理过程中的工艺控制和产品质量有着重要影响。
本文将进行热处理过程中材料热膨胀的数值模拟分析。
热膨胀是指在温度升高时，材料出现体积扩大的现象。
这是因为材料受热后，分子的热运动增强，分子之间的相互作用力减弱，从而导致材料的体积增大。
热处理过程中，材料的热膨胀会引起尺寸变化，从而对材料的形状和尺寸稳定性造成影响，这对于需要保持高精度尺寸的工件而言尤为重要。
为了研究材料热膨胀的规律，数值模拟成为一种有效的方法。
数值模拟可以通过在计算机上建立材料的数学模型，通过计算和模拟得出材料在热处理过程中的热膨胀情况。
数值模拟分析可以根据材料性质、温度变化和材料几何形状等因素，计算出材料的热膨胀系数和尺寸变化。
在进行热处理过程中材料热膨胀的数值模拟分析时，我们首先需要收集材料的物性数据。
这些数据包括材料的热传导系数、热容、密度以及线膨胀系数等。
这些物性数据是进行数值模拟的基础，可以通过实验测定或者已有的文献资料得到。
其次，我们需要确定热处理过程中的温度变化情况。
在实际热处理过程中，工件的温度会随时间变化，并且在不同部位的温度可能存在差异。
因此，我们需要在数值模拟中将工件进行离散化，即将工件划分为多个小的网格单元，并在每个网格单元内计算温度的变化。
通过这种离散化的方法，我们可以得到整个工件在热处理过程中的温度分布情况。
接下来，我们需要利用热力学理论和有限元法等方法计算材料的热膨胀系数和尺寸变化。
热膨胀系数是一个重要的物理参数，它用来描述材料在单位温度变化时的体积或长度变化。
在数值模拟中，我们可以通过计算不同温度下材料的应力和应变，得到材料的热膨胀系数。
尺寸变化的计算可以通过热膨胀系数乘以工件的初始尺寸得到。
最后，我们可以利用数值模拟结果来优化热处理工艺。
热处理数值模拟技术在钢铁工业中的应用及发展前景
热处理数值模拟技术在钢铁工业中的应用及发展前景热处理在钢铁工业中扮演着至关重要的角色，它能够改善钢材的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性等物理性能，提高钢材的质量和使用寿命。
而热处理数值模拟技术的出现，则极大地推动了钢铁工业的发展。
本文将重点探讨热处理数值模拟技术在钢铁工业中的应用以及它所展示的发展前景。
热处理数值模拟技术是利用计算机对热处理过程进行仿真与模拟的一种方法。
它通过对钢材的物理性能和热处理工艺参数进行建模和计算，可以预测钢材在特定热处理条件下的组织和性能变化。
这种技术不仅可以帮助工程师在设计过程中选择最佳的热处理参数，还可以提前预测和解决可能出现的问题，从而节省时间和资源。
首先，热处理数值模拟技术在钢铁工业中的应用十分广泛。
它可以应用于各种类型的钢材和热处理工艺，包括均质化退火、正火、淬火、时效处理等。
通过对热处理过程的模拟，我们可以了解到钢材的显微组织演变规律、相变行为以及物理性能的变化。
这些信息对于制定最佳的热处理方案以及优化新材料的设计十分重要。
例如，在开发高强度钢材或者特殊性能钢材时，热处理数值模拟技术可以帮助工程师预测材料的性能，并指导实际热处理过程中的参数选择。
其次，热处理数值模拟技术能够提高热处理的效率和质量。
传统的热处理过程需要进行大量的试验和实际操作，这既费时又耗费资源。
而借助数值模拟技术，工程师可以在计算机上进行大规模的参数优化和仿真实验，从而获得最佳的热处理方案。
这种方法不仅能够减少试验的次数和成本，还能提高热处理的效率和质量。
通过准确预测和控制热处理过程中的温度分布、相变行为和残余应力等关键参数，可以避免不必要的材料损伤和形变，同时确保钢材达到设计要求。
此外，热处理数值模拟技术能够提供更准确的材料模型和属性参数。
在传统的热处理方法中，材料的性能参数往往是经验值或者通过试验获得的，这样容易受到主观因素和试验误差的影响。
而数值模拟技术可以基于材料本身的物理性质和数学模型生成材料的性能参数，从而提高参数的准确性和可靠性。
几种热力学模拟软件比较
Thermo-Calc概述：（原产地:瑞典）热力学计算软件的开拓者，软件开发历史比较悠久，因此软件功能比较完善和强大，所涉及的领域比较广泛，包括冶金、金属合金、陶瓷、熔岩、硬质合金、粉末冶金、无几物等等，产品主要包括TCC、TCW、DICTRA、二次开发工具和数据库。
软件功能：1、热力学——相图、热力学性能、凝固模拟、液相面、热液作用、变质、岩石形成、沉淀、风化过程的演变、腐蚀、循环、重熔、烧结、煅烧、燃烧中的物质形成、CVD 图、薄膜的形成、CVM 计算，化学有序 - 无序等等。
2、动力学（DICTRA）——扩散模拟，如合金均匀化、渗碳、脱碳、渗氮、奥氏体/铁素体相变、珠光体长大、微观偏析、硬质合金的烧结等等。
数据库：TC的数据库比较多，甚至可以说杂来形容，呵呵，TC自己做的最好的数据库应该是Fe，当然现在也有像Ni等等的自己开发的数据库，但是大部分数据库都是利用第三方的，如有色金属（Al、Mg、Ti等）是英国ThermoTech的。
当然TC的同盟战线非常广，所以相应可用的数据库也就非常多，包括众多无几物数据库、陶瓷数据库、硬质合金数据库、核材料数据库等等。
优势：软件功能强大、用户群较大方便交流、软件扩展性能好、灵活性强、适用范围广。
缺点：操作界面不是很友好，很难上手，动力学（扩散）数据目前不是很全，计算引擎技术滞后（主要表现在初始值方面）。
适用范围：适合于科学研究，尤其是理论研究，从行上来讲非常适合黑色金属行业，当然陶瓷、化工等行业也是首选（因为其他没有软件有这方面的数据库和功能）。
Pandat概述：（原产地:美国，全是中国人开发，呵呵）热力学计算软件的后起者，或者说新秀吧，呵呵！主要是抓住竞争对手界面不友好和需要计算初值的弱点发展起来的，目前主要是在金属材料也就是合金行业中发展，产品包括Pandat、PanEngine和数据库。
软件功能：相图计算、热力学性能、凝固模拟、液相投影面、相图优化以及动力学二次开发（注意二次开发要在C++环境中进行）等。
simufact forming热处理
simufact forming热处理热处理是一种通过加热和冷却金属材料来改变其物理性质的工艺。
它可以改善材料的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性，同时提高材料的可加工性和耐用性。
在制造业中，热处理技术被广泛应用于各种行业，如汽车制造、航空航天、能源等。
本文将重点介绍一个专业的热处理仿真软件——Simufact Forming。
Simufact Forming是一款专为金属成形工艺而设计的仿真软件。
它利用有限元方法，在计算机中模拟金属材料在热处理过程中的力学行为。
通过Simufact Forming，用户可以预测和优化热处理过程，以达到所需的材料性能。
下面，我们将逐步回答关于Simufact Forming热处理的问题。
第一步：软件安装和设置在使用Simufact Forming之前，用户需要先安装软件并进行相关设置。
安装过程通常很简单，用户只需按照安装向导的指示执行即可。
设置方面，用户可根据自己的需求进行定制，如选择材料类型、确定热处理参数等。
第二步：几何建模在进行任何仿真分析之前，我们需要先对所研究的材料进行几何建模。
Simufact Forming提供了多种几何建模工具，包括基本几何体创建、实体建模和导入CAD文件等。
用户可根据实际情况选择最适合的建模方法，以保证仿真结果的准确性和可靠性。
第三步：网格划分网格划分是有限元仿真中非常重要的一步。
通过将材料划分为许多小的单元，Simufact Forming可以更好地模拟材料的本质行为。
在网格划分过程中，用户既需要考虑模型的复杂程度，又需要平衡仿真精度和计算效率的关系。
通过合理调整网格密度和质量，用户可以得到准确而高效的仿真结果。
第四步：材料本构模型和边界条件定义在进行真实的热处理仿真之前，我们需要对材料的本构行为和边界条件进行定义。
Simufact Forming提供了多种材料本构模型，如弹塑性、热弹塑性、热弹性等。
用户可根据具体情况选择最合适的模型，并指定材料的物理性质和变形规律。
基于Fluent软件的热处理数值模拟仿真工程
基于Fluent软件的热处理数值模拟仿真工程热处理是一种常用的工艺，用于改善材料的力学性能和耐热性。
在热处理过程中，经过加热和冷却过程，材料的内部组织和性能会发生变化。
为了更好地理解和优化热处理工艺，数值模拟仿真成为一种重要的手段。
在本文中，我们将介绍基于Fluent软件的热处理数值模拟仿真工程，探讨其原理、方法和应用。
首先，我们需要了解Fluent软件的基本原理和特点。
Fluent是一种流体力学软件，它基于计算流体力学（CFD）方法，可以模拟并分析流体流动和传热现象。
在热处理数值模拟中，Fluent可以用于建立材料的三维几何模型，并通过求解传热和质量传输方程，预测材料的温度场分布和相变过程。
在进行热处理数值模拟之前，我们需要收集和准备相应的物理参数和边界条件。
具体而言，包括材料的热物性参数（如热导率、比热容）以及外部边界的温度变化情况。
这些参数将直接影响数值模拟的精度和结果。
接下来，我们通过Fluent软件建立材料的三维几何模型。
首先，导入材料的CAD模型，进行网格划分以描述材料的几何形状。
网格划分的精度和质量对于数值模拟的准确性至关重要。
合适的网格密度和划分方法可以确保模拟结果的可靠性。
完成材料的几何建模后，我们将设置边界条件和物理模型。
边界条件主要涉及外部温度的设定，以模拟热处理过程中的加热和冷却。
物理模型包括传热和质量传输方程的设定，以及相应的辅助方程，如能量方程和质量守恒方程。
一旦建立了几何模型和物理模型，我们可以对热处理过程进行数值模拟。
Fluent软件内部采用有限体积法来离散化方程，并通过迭代求解得到结果。
在求解过程中，Fluent可以提供温度场分布、相变情况、流体流动情况等多种结果参数，以帮助分析和评估热处理工艺的效果。
热处理数值模拟的目的在于优化工艺参数，提高材料的性能。
通过对数值模拟结果的分析，我们可以评估不同工艺参数对于材料的影响，进而确定最优的工艺条件。
例如，我们可以通过调整加热温度和保温时间，来控制材料的晶粒尺寸和相变行为。
热处理淬火过程计算机模拟的现状与展望
２ 淬火 过程 的计算机模拟技术 内容与方法
图 １ 温度场 、显微组织场和 应力 场之 间的相互作用 图
淬火过程的数值模拟受到各 国热处理界的高度重视， 近 年来不少学者应用相 当复杂的数学模型进行淬火过程 中温 度场 、组织转变 、应力应变及其交互作用 的数值模 拟。我
（）高 效 、逼真 、可靠 ：借 助计算 机 的高速 运转能 １ 力开展 的淬火过 程模拟 ，可 以在几 秒钟之 内完成 几小时 甚至几天 的试验 工作量 。并且， 随着 热处理过程 数学模 型的不 断完善和数值 计算方法 的不 断改进，热处理 过程 计算机模 拟能够逼 真地反映 热处理 的实际过程 ，准确地
都开展了较为深入 的研究，从而为热处理过程的计算机 模拟和仿真技术 的发展 奠定了坚实的基础 。 淬火 过程的实质 就是通 过对 淬火 工件 的温度场 、组
织场和应力场进行适度调 整， 使工件获得所需 的组 织、 性 能和较小 的残余应 力和残余 应变 。淬火 工艺选择 不 当不 仅影响工件 的组织性能 ， 而且会 影响工件 的使用 寿命 ， 因 此，加强对淬火工艺 的研究是 很重要 的 。
数值模 拟的发展趋势 。
关键词 ：热处理 ；淬火；计算机模 拟 中图分 类号 ：Ｔ ５ ．；Ｔ ２ ３ Ｇ１ ６３ Ｐ ７ 文献标志码 ：Ｂ 文章 编号 ：１ ０ －６ ９２ ０ ）３０ ６ ．２ ０ ２１ ３ （０ ８０ ．０ １ ０
Ｔ ｅ ｔｔｓ ｎ ｅｓ ｏｔ ｅｏ ｍｐ ｔｒＳｍｕａｉｎｉ ａ ｒａｍｅｔ ｅ ｃ ｉｇ ｒｃｓ ｈ ａｕ ｄＰ ｒｐ ｃｉ ｆ Ｓ ａ ｖ Ｃｏ ｕｅ ｉ ｌｔ Ｈｅ ｔ ｅ ｔ ｎ ｎ ｈｎ ｏｅｓ ｏ ｎ Ｔ Ｑｕ Ｐ
8-热加工过程的模拟与仿真
常用软件
• 经多年研究开发，已经形成一批热加工工艺商业软件
• 主要有ProCast、Simulor、SolDIA、SolSIAR、AFS Solidification System3D(铸造)、ViewCAST、EForm、 AutoForge、SuperForge (体积塑性成形)、DYNA3D、 PAM-Stamp、ANSYS (板料塑性成形)、ABAQUS 等。
3、宏观工艺ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ拟研究方向
1） 单一分散→耦合集成 模拟功能由单一的温度场、流场、应力/应变场、组织场
模拟进入耦合集成阶段。包括：流场←→温度场；温度场 ←→应力/应变场；温度场←→组织场；应力/应变场←→组 织场等之间的耦合，以真实模拟复杂的实际热加工过程。
2） 共性、通用→专用、特性 由于建立在温度场、流场、应力/应变场数值模拟基础上的 常规热加工，特别是铸造、冲压、铸造工艺模拟技术的日益 成熟及商业化软件的不断出现，研究工作已由共性通用问题 转向难度更大的专用特性问题：
铸造工艺 设计
去应力及均
钢水冶炼
浇注
打箱
匀化热处理
组织及力学 性能检测
精加工
差硬热处理
无损检测
粗加工
铸钢支承辊生产流程图
铸件和铸型的 几何造型
对铸件作网格剖分，离 散到所需的单元尺寸，
修正表面形状
求解能量、动量等 控制方程及缺陷预 测的各种判据函数
计算结果显示与分析
边界条件与初始条件
金属与铸型材料热物 性参数数据的输入
缩孔位置模拟验 证初次工艺设计 思想是否合理
缩孔深964mm
充型凝固后产生的缩孔
2.2 根据凝固过初次模拟结果确定铸型设计方案
方案一：下辊颈金 属型直径2500mm. 方案二：下辊颈金 属型直径2167mm.
热处理炉有效加热区测定方法
热处理炉有效加热区测定方法热处理炉是一种用于加热材料并控制其温度以改变其结构和性能的设备。
而有效加热区是热处理过程中最重要的部分，它决定了材料加热的均匀性和稳定性。
因此，对于热处理炉有效加热区的测定方法非常重要。
一、传统测定方法传统的测定方法主要是测量加热区的温度分布。
这种方法通常使用温度计或红外热像仪来测量加热区的温度分布。
但是，这种方法存在一些局限性，例如：测量结果受到环境温度、气压和湿度等因素的影响；测量精度低，不适用于高温和大尺寸的加热区；无法准确测量加热区内部的温度分布等。
二、计算机模拟方法计算机模拟方法是一种新兴的测定方法，它可以通过数学模型来模拟热处理炉的加热过程。
这种方法可以准确地预测加热区的温度分布和热处理效果，并且可以根据需要进行参数调整，以优化加热过程。
但是，计算机模拟方法需要高度精确的数学模型和大量的计算资源，因此成本较高。
三、试验方法试验方法是一种直接测量加热区性能的方法，可以通过实验来确定加热区的有效加热区域和温度分布。
这种方法可以准确地测量加热区的性能，但是需要大量的试验数据和实验设备，并且需要耗费大量的时间和金钱。
四、综合方法综合方法是一种将传统测定方法、计算机模拟方法和试验方法综合使用的方法。
通过综合使用这些方法，可以更准确地测量加热区的性能，并且可以根据需要进行参数调整，以优化加热过程。
综合方法可以克服传统方法和计算机模拟方法的局限性，同时也可以克服试验方法的成本和时间限制。
热处理炉有效加热区的测定方法是一个复杂的问题，需要综合考虑多种因素。
根据具体情况选择合适的测定方法，可以有效地提高热处理的效果和质量。
热处理过程数值模拟与实际工艺的对比分析
热处理过程数值模拟与实际工艺的对比分析随着科技的不断发展，热处理过程数值模拟在工业领域中的应用越来越广泛。
热处理是在材料加工过程中常用的一种工艺，通过控制材料的加热、保温和冷却过程，以改变材料的组织结构和性能。
数值模拟技术可以帮助工程师们更好地理解热处理过程，并预测材料的性能，从而优化工艺参数和提高产品质量。
本文将对热处理过程的数值模拟与实际工艺进行对比分析。
热处理过程的数值模拟是基于数值计算方法和模拟软件开展的，通过对热传导、相变、应力和变形等物理过程的建模和求解，得到材料温度场、相组成、应力场和变形场等关键参数。
这些参数可以反映热处理过程中材料的状态和性能变化规律。
与数值模拟相比，实际工艺是在生产实践中进行的，通常依赖于工程师的经验和观察。
实际工艺中涉及到的操作步骤、设备条件和材料特性等要素与数值模拟的理论模型略有不同，但目标都是实现期望的材料性能。
首先，我们来比较数值模拟和实际工艺在热处理过程参数设定上的差异。
数值模拟可以通过调整初始条件和边界条件来模拟不同的工艺参数，如加热速度、保温时间和冷却速度等。
而实际工艺中，这些参数通常是经过实验和实践总结得到的，例如根据材料的特性和产品的要求，工程师会根据经验来确定适宜的加热和冷却速率。
因此，数值模拟与实际工艺在参数设定上存在一定的差异。
其次，数值模拟和实际工艺在材料性能预测和优化方面的能力也有所不同。
数值模拟可以通过对材料组织和性能的计算得到材料的硬度、韧性、强度等关键性能指标。
通过改变工艺参数，可以预测材料性能的变化趋势，并优化工艺参数以达到期望的性能要求。
然而，在实际工艺中，由于存在多种复杂的因素，如设备状况、环境温度等，工程师难以直接掌控材料性能的变化，因此需要依赖真实的测试和实验来评估和改善产品的性能。
另外，数值模拟和实际工艺在时间和成本上也存在一定的差异。
数值模拟可以快速地预测不同工艺参数下材料的性能，并且可以在计算机中进行多次试验以得到最优解。
基于有限元法的热处理过程数值模拟与优化
基于有限元法的热处理过程数值模拟与优化热处理是一种常用的工艺方法，在制造业中广泛应用于改变材料性能和提高材料的使用寿命。
而基于有限元法的热处理过程数值模拟与优化是一种重要的工具，可以帮助工程师预测和改善热处理过程中的性能和效果。
有限元法是一种数值计算方法，可以将复杂的物理问题分割成许多简单的单元，通过对单元内部的物理行为进行建模，最终得到整个物体的行为。
在热处理过程中，有限元法可以用来模拟材料的温度分布、相变、应力和变形等物理过程。
通过模拟和分析，工程师可以了解热处理过程中的热传导、相变和应力分布等关键参数，从而评估和优化热处理工艺。
在进行基于有限元法的热处理过程数值模拟之前，首先需要建立准确的模型。
这个模型要考虑材料的物理性质、热传导的方向和速率，以及外部环境的影响等因素。
通过使用专业的建模软件，可以建立几何形状与材料特性之间的关联。
然后，根据热处理过程的特点，确定适当的边界条件和初始条件。
一旦模型建立完成，就可以进行数值模拟。
数值模拟的过程中，有限元法将模型分割成许多小的单元，计算每个单元内的温度分布、相变和应力变化等。
为了准确地描述这些物理过程，需要采用合适的数学方程和数值计算方法。
常用的数学方程包括热传导方程、相变方程和力学方程，而数值计算方法则包括有限差分法、有限体积法和有限元法。
在进行数值模拟时，还需要考虑材料的热物性参数和热处理过程中的相变行为。
这些参数通常通过实验或已知数据获得。
热物性参数包括热导率、比热容和界面传热系数等，而相变行为包括固态和液态之间的相变过程。
通过考虑这些参数和行为，可以更准确地模拟和预测热处理过程中的温度和应力分布。
此外，基于有限元法的热处理过程数值模拟还可以用于优化热处理工艺。
通过改变热处理过程中的工艺参数，如温度、保温时间和冷却速度等，可以对材料的组织和性能进行优化。
通过数值模拟，可以评估不同工艺参数对材料性能的影响，从而找到最佳的热处理工艺。
总的来说，基于有限元法的热处理过程数值模拟与优化是一种重要的工具，可以帮助工程师更好地了解热处理过程中的物理行为和参数，提高热处理工艺的效果和质量。
热处理过程中相变动力学的数值模拟研究
热处理过程中相变动力学的数值模拟研究热处理是一种常用的金属材料加工方法，通过控制材料的加热和冷却过程，可以改变其组织结构和性能，从而提高材料的力学性能和耐腐蚀性能。
在热处理过程中，相变动力学是一个关键的研究领域，它可以帮助我们深入了解材料的相变行为和相变机制，并且为优化热处理工艺提供指导。
近些年来，随着数值模拟技术的快速发展，越来越多的研究者开始应用数值模拟方法来研究热处理过程中的相变动力学现象。
数值模拟是利用计算机和数值计算方法对实际物理过程进行模拟和计算的一种方法。
在热处理过程中，数值模拟可以通过建立热传导方程、质量守恒方程和能量守恒方程等数学模型，来模拟材料的加热和冷却过程，并预测材料的相变行为。
首先，数值模拟可以帮助我们研究材料的加热过程。
在热处理过程中，材料通常需要在高温环境下进行加热，以改变其组织结构。
数值模拟可以通过求解热传导方程，来模拟材料的温度分布和温度变化过程。
通过数值模拟，我们可以了解材料的加热速度、温度分布和热传导性能等因素对相变行为的影响，从而优化加热工艺，提高相变效率。
其次，数值模拟还可以帮助我们研究材料的冷却过程。
在热处理过程中，材料通常需要在适当的冷却速率下进行冷却，以稳定和固定其新的组织结构。
数值模拟可以通过求解热传导方程和质量守恒方程，来模拟材料的冷却过程和相变行为。
通过数值模拟，我们可以了解不同冷却速率对相变产物和组织结构的影响，从而选择合适的冷却条件，使得材料的性能得到最优化。
此外，数值模拟还可以帮助我们研究材料的相变动力学行为。
相变动力学是研究材料相变速率与温度、时间和组织结构之间关系的学科。
数值模拟可以通过建立热传导方程、质量守恒方程和能量守恒方程等数学模型，来模拟材料的相变过程和相变动力学行为。
通过数值模拟，我们可以了解相变的起始温度、相变速率和相变路径等关键参数，从而指导热处理工艺的优化和相变行为的控制。
在进行热处理过程中的数值模拟研究时，我们需要考虑以下几个关键因素。
热处理中的工艺参数优化方法
热处理中的工艺参数优化方法在金属材料加工过程中，热处理是一项重要的工艺，用于改善材料的性能和特性。
然而，要获得理想的热处理效果，工艺参数的选择和优化至关重要。
本文将探讨在热处理中的工艺参数优化方法。
一、热处理参数的意义在热处理过程中，温度、时间和冷却速度是三个基本的工艺参数。
它们的选择和优化直接影响材料的组织和性能。
温度决定了相变的进行程度，时间影响了相变的速率，而冷却速度则决定了材料的组织结构。
二、理论模型和计算方法1. 相图和相变动力学方程研究材料的相图和相变动力学方程是进行热处理参数优化的基础。
相图提供了材料在不同温度下的相组成信息，而相变动力学方程描述了相变的速率和过程。
2. 热平衡计算和热处理曲线通过热平衡计算和热处理曲线，可以确定最适宜的温度范围和持温时间。
热平衡计算基于热力学平衡条件，考虑了材料的化学反应和相互作用。
热处理曲线则通过在不同温度下进行试验测定得到，展示了材料的相变行为和组织变化。
三、实验设计和数据分析1. 正交试验设计正交试验设计是一种常用的热处理参数优化方法。
通过设计少量的试验，覆盖多个工艺参数组合，然后通过统计分析确定最佳参数。
2. 响应曲面法响应曲面法是一种基于数学模型的优化方法。
通过建立回归方程，将热处理参数与材料性能指标关联起来，然后通过优化模型的数学函数，找到最佳参数组合。
四、计算机模拟和人工智能随着计算机技术和人工智能的快速发展，它们在热处理参数优化中的应用越来越多。
计算机模拟可以基于材料的物理性质和热力学模型，预测不同参数下的材料行为和性能。
人工智能通过机器学习和数据挖掘，可以从大量数据中发现隐藏的关联性，提供优化参数的指导。
五、参数优化案例以钢材的淬火工艺为例，通过正交试验设计和数据分析，得出最佳的淬火温度、时间和冷却介质。
进一步通过响应曲面法优化参数，获得更高的材料硬度和强度。
六、结论热处理中的工艺参数优化是提高材料性能的重要手段。
通过理论模型和计算方法、实验设计和数据分析、计算机模拟和人工智能等手段，可以寻找最佳的工艺参数组合。
热处理数值模拟模型的精度与计算效率优化策略研究
热处理数值模拟模型的精度与计算效率优化策略研究热处理是一种常用的金属加工工艺，通过在一定温度范围内对金属材料进行加热、保温和冷却等处理，以改变材料的组织结构和性能。
热处理数值模拟模型的精度与计算效率是研究者们关注的重要问题。
本文将就如何提高热处理数值模拟模型的精度和计算效率进行探讨。
首先，要提高热处理数值模拟模型的精度，可以从以下几个方面入手。
第一，确保材料的物理参数准确可靠。
在建立数值模拟模型之前，需要进行大量的实验研究，获取材料的热物性参数和热处理过程中的各项参数。
这些参数的准确性直接影响着数值模拟模型的精度。
因此，在实验测试中要增加重复次数，提高数据的可靠性，并尽量选择准确性较高的测试方法和设备。
第二，采用适当的边界条件。
在建立数值模拟模型时，需要确定适当的边界条件。
边界条件的选择应与实际热处理过程相吻合，以确保模型在计算过程中能够准确地反映实际情况。
此外，在模拟过程中需要设定适当的边界网格，以保证数值计算的稳定性和精度。
第三，选择合适的数值计算方法。
数值模拟模型中的计算方法直接影响模拟结果的准确性。
在热处理数值模拟中，常用的计算方法包括有限元法、有限差分法和有限体积法等。
不同的计算方法适用于不同的问题，要根据热处理过程的特点选择合适的计算方法，以提高模拟的精度。
其次，要提高热处理数值模拟模型的计算效率，可以从以下几个方面进行优化。
第一，优化网格划分策略。
网格划分是数值计算模型中的重要一环，合理的网格划分可以提高计算效率。
在划分网格时，应根据热处理区域的特点，合理调整网格的密度。
对于复杂的几何形状，可以采用自动网格生成技术，以减少人为干预的误差，并提高计算效率。
第二，采用并行计算技术。
热处理数值模拟模型的计算量较大，为了提高计算效率，可以采用并行计算技术。
通过将计算任务分解成若干个子任务，由多个处理单元同时计算，可以有效地提高计算速度。
并行计算技术的使用要结合计算机硬件的特点，选择合适的并行计算平台和算法。
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展望未来，与时俱进。
我们将始终坚持“品质就是生命，信誉就是效益”的经营理念，凭借一批思想统一、团结拼搏、熟悉业务、对客户高度负责的团队力量，相信明辰必将成为行业的领跑者，与广大客户携手共进，合作双赢，一起迎接明天的辉煌。
日本(大同):PXZ、PX4、PX5、NAK55、NAK80、S-STAR、G-STAR、YK30、DC11、DC53、DHA1、DH21、DH31-S、DH2F、DH42、GFA、MH51、MH55、MH8、SGT、GOA、DEX20、DEX40、DEX60、PD613、SUS420、S50C、H3100 PX88、PAK90、QCM8、MH85日本(日立):HPM1、HPM2、HPM7、HPM38、HPM50、HPM75、HPM77、CENA1、DAC、SKD4、SKD5、SKD7、SKD8、SKT4、SK3、SK4、SK5、SKS3、SKD11、YEM、YEM-K、DAC45、SKD61、SKD62、FDAC、DAC10、DAC55、SLD、SLD8、SLD10、ARK1、SGT、YXM1、YXM4、YXR3、YXR33、SKH-9、SKH-51、SKH-55、SKH-57、SKH-59、HAP10、HAP40、SUS420J2、HAP72、NP8、NP9、YSS、YHD28、YHD3日本(高周波): K3M，KS3，KRCX，FH5，KD11，KD11S，KD12，KD31T,KPS6,KTV，TD3，KDA，KDB，KDA1，KDA1S，KDAMAX，KDF，KDF4,UH660 KPM1，KPMAX，KPM30，KAP65，KAP88，420M，KAP90,SM3日本(山阳):QK3M、QK5M、QKS3、QC1、QC11、QCD2、QCM8、QCM10、QF1、QF3,QF5,QD4、QD61、QDA61、QDN、QD62、QD62HC、QDH、QD10、QD6F、QDT、QXD7,QT41瑞典(一胜百): K100、DF-2、XW-10、XW-5、XW-41、618、618H、718、718H、S136、S136H、8402、8407、8416、QRO-90、HSP-41、ASP23、ASP30、ASP60、VANADIS-4、VANADIS-10、HOTVAR、168S、635、ASSAB88、ELMAX德国(撒斯特): P20、2311、2738、2316、2083、2767、4125、2344、2367、2379、2842、2363、2436、2510、3343、3207、TSP4、6582、7225、1293、1285、YE2311、YE2738、YE2083、YE2316、YE2344奥地利(百绿):M202、M238、M300、M310、M340、M330、W302、W303、W321、K100、K110、K340、K460、S390PM、S590PM、S690PM、S790PM、S500、S705美国(芬可乐)：420、6061、7075、D2、D3、H11、H13、Ol、O2、M2、M4、L6、M35、M42、A2、6F7、T42、4340、4140 国产钢：A3、20#、40#、45#、50#、55#、Crl2、Crl2MOV、S200C、S50C、9CrSi、H13、3Cr2W8V、W18Cr4V、T8A、T10A、40Cr、35CrMO、40CrMO、6542、65Mn、60Si2CrA、50CrVA、GCr15、9Cr18钨钢：YT15 YT14 YT5 YW1 YW10 YW4 YW2 YG3 YG6X YG6A YG6 YG7 YG8 YG9 YG11C YG15 YG20 P10 P20 P30 M10 M20 K10 K20 K30 K40 CD650 CD636 CD750美国铝材：1070、1060、1050、1030、1100、2017、2024、2117、2014、2214、2618、2018、2218、2219、2021、3003、5052、5154、5083、5456、5056、6165、6061、6055、6063、7001、7178 、7075、7076 、7175、7079、4032随时可帮厂家精料加工及热处理．一条龙服务．欢迎广大新老客户来电订购洽谈。
热处理数值模拟模型的建立与验证研究
热处理数值模拟模型的建立与验证研究热处理是一种通过控制材料的温度和时间来改变其材料性能的工艺。
它可以提高材料的硬度、强度、耐磨性、耐蚀性以及改善其综合性能。
在工业生产中，热处理是非常重要的一种工艺，因此建立准确可靠的热处理数值模拟模型并对其进行验证研究具有重要意义。
热处理数值模拟模型是通过数学方法对材料进行建模，并利用计算数值方法进行模拟分析的过程。
通过建立热处理数值模拟模型，我们可以在计算机上模拟材料在不同温度下的行为，从而预测材料的相变行为、显微组织演变和材料性能的变化。
这对于优化热处理工艺参数、指导实际生产和提高产品质量具有重要作用。
首先，建立准确可靠的热处理数值模拟模型需要收集并分析相关的材料参数和物理性质。
这包括材料的热导率、热膨胀系数、相变温度、材料的力学行为等。
通过实验测试和理论计算，可以获取这些参数的数值，并进行校准和验证。
其次，在建立热处理数值模拟模型时，需要选择合适的数值方法和数值算法。
常用的数值方法包括有限元法、有限差分法和有限体积法等。
这些方法可以根据材料的特性和模拟的需求进行选择。
通过网格剖分、时间离散和边界条件等相关参数的设定，可以在计算机模拟中充分反映出材料的真实性质和行为。
然后，在建立热处理数值模拟模型时，需要考虑模型的准确性和可靠性。
模型的准确性取决于模型中包含的各种物理现象的描述、参数的选择和数值方法的适用性等。
模型的可靠性取决于模型的稳定性和收敛性等。
通过与实验结果的对比和验证，可以评估模型的准确性和可靠性，并进行相应的修正和改进。
最后，验证研究是评估热处理数值模拟模型的重要环节。
通过与实验结果的对比，可以验证模型的预测能力和准确度。
如果模型可以准确地预测材料的显微组织演变、相变行为和材料性能的变化，则说明模型是可靠的。
如果模型的预测结果与实验结果存在差异，则需要重新校准模型参数或改进数值算法，以提高模型的准确性。
总之，热处理数值模拟模型的建立与验证研究对于优化热处理工艺、提高产品质量具有重要意义。
金属材料热处理变形过程中的数值模拟分析
金属材料热处理变形过程中的数值模拟分析金属材料的热处理是一种常用的工艺，通过控制材料的温度和冷却速率，可以改变材料的组织结构和性能。
在热处理过程中，材料经历了一系列变形过程，如热加工、冷却和回火等。
为了更好地理解和优化这些变形过程，数值模拟成为一种强有力的工具。
数值模拟是使用计算机仿真的方法来模拟和分析物理过程的工具。
在金属材料热处理过程中，数值模拟可以帮助工程师们预测材料的变形、应力和变形剩余应力的分布，以及预测材料的组织和性能。
通过对热处理过程进行数值模拟分析，工程师们可以更好地制定热处理工艺参数，提高材料的性能。
在进行数值模拟分析时，首先需要建立一个准确的模型。
模型的建立需要考虑到材料的热传导、相变、塑性变形和力学响应等方面的特性。
研究者们通常使用有限元方法来建立模型，该方法将连续物理领域划分为有限数量的区域，然后进行数值计算。
接下来，需要确定模拟过程中所需的输入参数。
这些参数包括材料的热导率、热膨胀系数、比热容、变形应力-应变曲线等。
这些参数可以通过实验测试获得，也可以通过文献资料获得。
在确定了输入参数后，可以使用数值方法来模拟金属材料的热处理过程。
数值模拟的分析结果可以帮助工程师们更好地理解变形过程中的物理现象。
例如，数值模拟可以显示材料在加热过程中的温度分布，以及冷却过程中的温度梯度。
这些结果对于工程师们选择合适的加热和冷却参数具有重要意义。
另外，数值模拟还可以预测材料的应力和变形剩余应力的分布。
这些预测结果对于预防和控制材料的裂纹和变形失效具有重要意义。
通过优化热处理过程的参数，可以最大程度地减小应力和变形剩余应力，提高材料的抗疲劳性能和延展性。
此外，数值模拟还可以帮助工程师们优化热处理过程中的工艺参数。
通过改变加热和冷却的速率、时间和温度等参数，可以更好地控制材料的组织和性能。
数值模拟可以对不同参数进行优化分析，从而为工程师们提供指导意见。
总结一下，金属材料热处理变形过程中的数值模拟分析为工程师们提供了一种有效的手段来预测和优化热处理过程。
计算机在MSE中的应用
p ( x ) a0 a1 x 3 a2 x 5
Q ( a , b ) 均方误差
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一元线性拟合
例1.1：下表为实验测得的某一物性和温度之间的关系数据， 表中x为温度数据，y为物性数据。请用线性函数拟合温度 和物性之间的关系。
下午10时49分 Miao Deng 6
下午10时49分 Miao Deng
7
1.3 课程学习安排
1.3.1 内容安排(16h上课+16h实验)
绪论 数据与图像处理 数据库与材料设计 计算机在材料检测中的应用 互联网在材料研究中的应用
下午10时49分 Miao Deng
8
1.3 课程学习安排
2.1 Origin简介
4、可对坐标轴名称进行命名，并可进行字体 大小及型号的选择； 5、可将实验数据进行各种不同的回归计算， 自动打印出回归方程及各种偏差； 6、可将生成的图形以多种形式保存．以便在 其他文件中应用； 7、可使用多个坐标轴，并可对坐标轴位置、 大小进行自由选择。
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1.0
0.8
0.6
p
0.4 0.2 0.0 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50
t
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2 Origin 在实验数据处理中的应用
2.1 Origin简介
2.2 Origin 的基本操作 2.3 应用示例
下午10时49分 Miao Deng
Properties
electronic mechanical optical, etc.
几种热力学模拟软件比较
Thermo-Calc概述：（原产地:瑞典）热力学计算软件的开拓者，软件开发历史比较悠久，因此软件功能比较完善和强大，所涉及的领域比较广泛，包括冶金、金属合金、陶瓷、熔岩、硬质合金、粉末冶金、无几物等等，产品主要包括TCC、TCW、DICTRA、二次开发工具和数据库。
软件功能：1、热力学——相图、热力学性能、凝固模拟、液相面、热液作用、变质、岩石形成、沉淀、风化过程的演变、腐蚀、循环、重熔、烧结、煅烧、燃烧中的物质形成、CVD 图、薄膜的形成、CVM 计算，化学有序- 无序等等。
2、动力学（DICTRA）——扩散模拟，如合金均匀化、渗碳、脱碳、渗氮、奥氏体/铁素体相变、珠光体长大、微观偏析、硬质合金的烧结等等。
数据库：TC的数据库比较多，甚至可以说杂来形容，呵呵，TC自己做的最好的数据库应该是Fe，当然现在也有像Ni等等的自己开发的数据库，但是大部分数据库都是利用第三方的，如有色金属（Al、Mg、Ti等）是英国ThermoTech的。
当然TC的同盟战线非常广，所以相应可用的数据库也就非常多，包括众多无几物数据库、陶瓷数据库、硬质合金数据库、核材料数据库等等。
优势：软件功能强大、用户群较大方便交流、软件扩展性能好、灵活性强、适用范围广。
缺点：操作界面不是很友好，很难上手，动力学（扩散）数据目前不是很全，计算引擎技术滞后（主要表现在初始值方面）。
适用范围：适合于科学研究，尤其是理论研究，从行上来讲非常适合黑色金属行业，当然陶瓷、化工等行业也是首选（因为其他没有软件有这方面的数据库和功能）。
Pandat概述：（原产地:美国，全是中国人开发，呵呵）热力学计算软件的后起者，或者说新秀吧，呵呵！主要是抓住竞争对手界面不友好和需要计算初值的弱点发展起来的，目前主要是在金属材料也就是合金行业中发展，产品包括Pandat、PanEngine和数据库。
软件功能：相图计算、热力学性能、凝固模拟、液相投影面、相图优化以及动力学二次开发（注意二次开发要在C++环境中进行）等。
热处理中的热处理仿真技术
热处理中的热处理仿真技术热处理是一种材料加工方式，它通过在高温下对材料进行加热和冷却的过程来改善其物理和机械性能。
热处理技术的应用广泛，从冶金、机械制造到汽车制造等各个领域都有涉及。
而在当今的工业生产中，随着仿真技术的不断发展，热处理仿真技术的应用也变得越来越重要。
热处理仿真技术是指利用计算机模拟程序对热处理过程进行分析和优化的一种技术。
它通过数值模拟和模拟实验的手段，可以预测材料在热处理过程中的显微组织形态、相变过程、温度分布等信息，进而为热处理的工艺参数设计和材料性能预测提供科学依据和理论支持。
下面就来探讨一下热处理仿真技术在实际应用中的优势和发展趋势。
一、热处理仿真技术的优势1、提高工艺参数设计的精度和效率热处理加工是一个非常复杂的过程，同时涉及到材料、设备、环境等方面的多种因素。
传统的热处理工艺设计需要消耗大量时间和费用，而且还容易受到错误或不完整信息的影响。
而热处理仿真技术可以为工程师提供更精确、完整和详细的信息，使他们能够快速、准确地确定最优的工艺参数和工艺流程。
这一优势对提高热处理生产效率和降低成本具有重要意义。
2、优化热处理工艺方案利用热处理仿真技术可以对材料的显微组织、相变过程、变形行为等进行分析，根据仿真结果均匀调整温度和时间，优化热处理过程，进而提高材料的性能和质量。
3、减少碳排放热处理过程需要消耗大量能源，而它对环境的影响是不可忽视的。
热处理仿真技术可以通过降低能源消耗、减少生产废物等手段来减少碳排放，从而实现节能减排的目标，以适应当前的环保要求。
二、热处理仿真技术的发展趋势1、多物理场耦合仿真技术的应用多物理场耦合仿真指将材料物理和化学过程的多个物理因素结合起来，在一组计算环境中进行仿真。
这种仿真技术可以更全面、精细地预测材料的性能和变形特征，为热处理工艺设计和优化提供更可靠、准确的科学依据。
2、大数据和人工智能的应用随着互联网、物联网和大数据技术的普及和发展，数据成为帮助热处理仿真实现精细化和智能化的关键因素。
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整理得：
f 1 exp[b(T )t
n (T )
]
1 lg(ln ) lg b n lg t 1 f
根据某一温度下测得的f和t可以从上式作图，应得一直 线，从直线上即可求出n和b。
K-M公式：
f M 1 exp[ ( Ms T )]
创建浇注系统
1
创建二维网格工作面
(5)、创建Volex网格
压铸过程模拟
模拟结果分析
温度场分布
第二节 相图计算
为什么要进行相图计算？
与实测相图相比，计算相图有以下显著特点：
可以用来判别实测相图数据和热化学数据本身及它们之间的一致性， 从而对来自不同作者和运用不同实验方法所获得的实验结果进行合理 的评估，为使用者提供准确可靠的相图信息； 可以外推和预测相图的亚稳部分，从而得到亚稳相图； 可以外推和预测多元相图，计算多元相平衡，为实际材料设计与加工 工艺的制订作参考； 通过计算等Gibbs自由能曲线（To线），可以预测无扩散相变的成分 范围； 可以提供相变动力学研究所需的相变驱动力、活度等重要信息； 可以方便的获得不同热力学变量为坐标的各种相图形式，以便用于不 同条件下的材料制备与使用过程的研究与控制。
理想溶液摩尔混合焓为零。
理想溶液摩尔混合吉布斯函数值为
第二节 相图计算
规则溶液模型简介
规则溶液具有与理想溶液一样的混合熵，但其混合焓与理想溶液不 同。其规则溶液的热力学函数如下：
i 1
n
ti
Ti
1
第一节 组织转变的计算机模拟
同理，转变量也可按此方法叠加计算。提出虚拟时间的 概念，也就是，用上一温度下的转变量来折算此温度下所需 时间。
t
* i 1
ln(1 f i ) [ ] bi 1
1 ni 1
然后计算Ti+1温度下的保持t*+△t时刻的转变量：
fi 1 1 exp[bi 第四章 材料科学与行为工艺的计算机模拟
第一节 组织转变的计算机模拟
钢在奥氏体化后冷却时的相变可能包含铁索体、渗碳体、 珠光体、贝氏体和马氏体转变。铁素体、渗碳体、珠光体和贝 氏体转变属扩散型转变，马氏体转变属非扩散型转变。 Davenport和Bain于1930年在等温条件下研究了钢在奥氏体化 后冷却时的组织转变，提出了时间一温度一转变(TTT)曲线， 也即等温转变曲线。但实际冷却过程多为连续冷却，TTT曲线 无法直接应用，40年代初人们开始在连续冷却条件下研究钢的 组织转变过程，提出了连续冷却转变曲线(CCT)。现已收集到 的TTT和CCT图约800多张。 70年代末Hildenwall运用Scheil叠加法则成功地解决了以 TTT曲线模拟的难题后，TTT曲线在组织模拟中迅速得到推广 。
f M 1 exp[ ( Ms T )]
式中，fM为转变量，Ms为马氏体转变开始点，T为温度，α为 常数，反映马氏体的转变速率，随成份而异．多数钢为0.011。 。
第一节 组织转变的计算机模拟
1.1 采用连续冷却曲线（CCT）模拟
当以v1速度冷却时，可以得到的组织可能为P、B和M。当以v2速度冷 却时，只能得到M组织。
第一节 组织转变的计算机模拟
真实冷却过程：
CCT图没有描述组织转变开始到结束的整个过程，要 逼真模拟实际过程需要另外建立模型。 a. 组织转变量与温度呈线性关系：
Ts Ti V V0 Ts T f
式中，V为组织瞬时转变量；V0为组织在冷速条件下的最大转变量； Ts、Tf分别为转变开始、终了温度；Ti为实际冷却瞬时温度.
Ac1 Ti Wi i 0
Ts Ti Wi i s
Ts Ti V V0 Ts T f
f M 1 exp[ ( Ms T )]
第一节 组织转变的计算机模拟
按CCT模拟的程序设计
根据要模拟的CCT曲线输 入参数，包括冷却温度随时 间的变化规律和时间步长， 计算温度达到临界点的时间 和此时的冷却速度。根据 CCT曲线确定转变组织类型 和在此转变速度下转变终了 时的最大转变量。根据转变 类型用相应的计算机计算各 相的转变量，当温度达到设 置的温度时，输出不同时刻 的组织转变量。
第一节 组织转变的计算机模拟
* 扩散型相变
对于扩散型转变，等温转变开始时间为孕育期一形核过 程，转变开始到终了的一段时间为长大过程。Johnson，Mehl ，Avrami等人对形核，长大过程的研究后指出。此转变的动力 学过程可以用下式表示：
f 1 exp[b(T )t n (T ) ]
第一节 组织转变的计算机模拟
模拟计算过程：
(1) (2) (3) 根据冷却过程中温度与时间的变化确定时间步长，冷 却开始时间t0和转变终了温度Tf。 根据时间步长计算不同时刻的温度，如温度进入马氏 “” 体转变区，则按K-M公式计算马氏体转变量。 如温度进入扩散转变区，集散孕育率，当孕育率等于 1时，将当前转变区的组织转变量按虚拟时间等公式 计算转变量，直至算至给定的终了温度为止。
第一节 组织转变的计算机模拟
1.2 采用等温转变曲线（TTT）模拟
不同温度下的等温转变动力学曲线
亚共析钢的TTT曲线示意图
a.钢从奥氏体化温度冷却到不同温度等温能获得的组织转变产物，F、P、B、M b.各种组织转变产物形成的温度区间，不同温度下等温时转变开始、终了的时间
以及转变量等。
第一节 组织转变的计算机模拟
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.
第一节 组织转变的计算机模拟
模拟计算要点：
(1) 确定在某个冷速下温度达到临界点 Ac1的时 间τ0；随温度Ti不断下降，计算瞬时冷速Wi (2) 根据CCT曲线，求出该冷速下的开始转变温 度Ts ，在某一时刻当温度Ti 降至Ts ，记下该时刻 为τi，扩散型相变按下式计算瞬时冷速： (3) 根据CCT曲线，求出该冷速下的转变终了温 度及最大转变量，按右式计算该相组织的转变量： (4) 马氏体相变则按照右式计算马氏体组织的转 变量，直至转变达到规定值。最终组织为各项组 织的和。
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
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； M M
第一节 组织转变的计算机模拟
b. 组织转变量与时间的对数度成线性关系：
(lg i lg s ) V V0 (lg f lg s )
式中，τs、τf分别为转变开始、终了时间；τi为实际冷却瞬时时间.
第一节 组织转变的计算机模拟
模拟计算要点：
实际冷却过程中的冷速是变化的，当采用CCT图模拟 实际冷却时，通常用分段计算平均冷速来代替瞬时冷速。
其中，f是组织转变产物的百分含量，t是组织转变持续的时间。 b(T)和n(T)是随温度变化的参数，表征形核、长大速率。它 们随钢的成分，温度而变化。
第一节 组织转变的计算机模拟
* 非扩散型相变
对于马氏体这种非扩散型转变，转变时仅决定于温度而 和时间无关，Koistinen和Marburger的研究指出，转变与温度 的关系可表示为：
实际钢的过冷奥氏体转变常发生多种转变，而完美中转 变在某个特定温度下马氏体有一个最大转变量Vmax ，所以实 际马氏体转变量等于：
VM f M Vmax
第一节 组织转变的计算机模拟
按TTT模拟的程序设计
*孕育期叠加原理