JMatPro计算原理探讨

Modelling properties and behaviour: JMatPro 材料性能模拟： JMatPro
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3.2. 1 Martensitic transformations 马氏体转变
100000 ASM atlas 10000 En steels
600
MS
Calculated Temperature ( C)
500 400 300 200 100 0
JMatPro计算原理探讨 动态物理模型的建立
强大的金属材料数据库
广泛且经实验验证的计算结果
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3.2 Phase Transformation Kinetics:Model 相 转变动力学模型:(用于钢的)
General Equation for TTT calculation is after Kirkaldy et al. (TTT计算的一般方程： Kirkaldy et al.)
( x, T )
Calc. time at nose (s)
o
M50 M90
1000 100 10 1 0.1 0.1 1 10 100 1000 10000 100000
0
100
200
300
400
o
500
600
Exp. time at nose (s)
Experimental Temperature ( C)
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Gm

o x i Gi i
RT x iloge x i x i x j v (xi x j )
i i ji v
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)
800
P μ σ [33]
600 1 10 100 1000 10000
Time (hrs)
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3.4.1 Mechanical Properties (Precipitation Hardening) 机械性能（析出强化）
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3.2.2 Phase Transformations (TTT/CCT diagrams)
相转变（TTT/CCT相图） 718
2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 0.01 g” g’ 718
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3.1 Thermodynamic Calculations: Background
热动力学计算原理
Basic equation for the Gibbs Energy of a multi-component Solution Phase 多元合金固溶相吉布斯自由能基本方程
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1/3
晶粒的计算长大率 与实验得到的长大 率的比较
0.1 0.1 1 10 100 1000 Experimental coarsening rates (nm/hour1/3)
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A = shape dependent constant d = ppt. diameter τ = line tension of a dislocation f = vol fraction γ' γ = APB energy YS0 和 YS1 = 晶格屈服强度和合金屈服强度 M = 泰勒系数 b = 柏氏矢量 A = 形状因子常量 d = 析出粒子直径 τ= 位错的线张力 f = γ‘体积分数 γ = APB 能量
3.4 Mechanical Properties
机械性能
Two types of strengthening mechanism are treated.
可考虑两种强化机制
•
•
Solid solution strengthening.
固溶强化
Particle strengthening.
第二相粒子强化
3.2.3 Phase Transformations (g/gcoarsening) 相转变（ γ/γ晶粒的长大 ）
Calculated coarsening rates (nm/hours )
1000
100
Leabharlann Baidu10
1
Ni-Al Nimonic 80A Nimonic 90 Nimonic 105 Nimonic 115 Nimonic 263 PE11 PE16 PK 33 Udimet 700 IN-738
The yield strength of an alloy hardened by g’ particles can be given by the equation below for small particles
微小γ‘粒子对合金的屈服强度的强化效果可用以下方 程来衡量
g gfd YS1 YS0 M A 2b
1
DT
q
x2(1 x) / 3 (1 x)2 x / 3
0
x
dx
= 2(G-1)/2, is an empirical coefficient, G is the ASTM grain size, D is an effective diffusion coefficient, T is the undercooling, q is an exponent
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
( = 2(G-1)/2, 是一个经验系数，G是晶粒尺寸，D是 有效扩散系数， T 是过冷度， q 是一个取决于有效 扩散机制的指数。 X是转变的百分数)
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F Temperature °
0.1
1
10
100
1000
10000
Time (hours)
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对U720 和 U720LI 所计算的TTT曲线 与Keefe et al. 的实验结果比较
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Interaction terms(Based on pairwise interactions)
相互作用项（基于相与相两 两之间相互作用）
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3.2.2 Phase Transformations (TTT/CCT diagrams)
相转变（TTT/CCT相图）
Calculated TTT diagrams for U720 and U720LI with experimental results of Keefe et al. superimposed.
3.3 Background to Property Calculations 物理/热物理性能计算背景知识
Property of a Solution Phase 固溶相性能
P
o xi Pi i
x i x j v (xi x j )
i ji v
v
Property of pure components 纯组元时的性能
相互作用项（基于两两之 间相互作用）
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1/ 2
f
YS0 and YS1 = yield stress of the matrix and alloy M = Taylor factor b = burger’s vector
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dependent on the effective diffusion mechanism and x is the fraction transformed.