計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用 第六章 材料科學(xué)與行為工藝的計(jì)算機(jī)模擬課件

1、第六章 材料科學(xué)與行為工藝的計(jì)算機(jī)模擬TTT和CCT曲線TTT：Time Temperature Transformation給出的是鋼在快速冷卻至不同溫度下等溫停留過程中的組織轉(zhuǎn)變情況，可以清楚地顯示不同溫度下的轉(zhuǎn)變特征。CCT：Continuous Cooling Transformation給出的是鋼在不同冷卻速度下的連續(xù)冷卻過程的組織轉(zhuǎn)變情況20世紀(jì)70年代初，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的開展使材料的組織轉(zhuǎn)變數(shù)值模擬提到日程上來，TTT曲線和CCT曲線為組織轉(zhuǎn)變提供了兩種不同的模擬途徑。CCT曲線首先被選作模擬組織轉(zhuǎn)變的依據(jù)。在20世紀(jì)70年代末，運(yùn)用Scheil疊加法則成功地解決了以TTT曲線為

2、依據(jù)的模擬，此后TTT曲線在材料組織模擬中迅速得到推廣。材料與冶金學(xué)院 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用采用連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變CCT曲線材料與冶金學(xué)院 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用采用等溫轉(zhuǎn)變TTT曲線材料與冶金學(xué)院 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用模擬程序設(shè)計(jì)材料與冶金學(xué)院 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用相圖計(jì)算的過程和特點(diǎn)相圖是描述相平衡系統(tǒng)的重要幾何圖形。通過相圖可以獲得某些熱力學(xué)資料由熱力學(xué)數(shù)據(jù)建立一定的模型也可以計(jì)算和繪制相圖、人類測定相圖的歷史巳有百余年，經(jīng)測定并已經(jīng)審定歷匯編的二元系相圖有4000余幅。目前，在已審定的二元系相圖中，有相當(dāng)一部分未完全測定或不夠精確，這些相圖還需要進(jìn)一步校核。對三元系相圖的測定，

3、由于工作量非常巨太，主要還只是測定了一些相圖的恒溫截面有的甚至還是局部成分范圍的恒溫截面。在實(shí)際物質(zhì)轉(zhuǎn)變過程中，有些相是依其亞穩(wěn)定狀態(tài)存在或依亞穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變的，測定這類相圖更加困難通過計(jì)算可以確定亞穩(wěn)定狀態(tài)，所以，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算相圖得到了迅速的發(fā)展，在進(jìn)行相圖數(shù)值計(jì)算時，為了通過計(jì)算得到合乎實(shí)際相圖的描述，需要寫出該系統(tǒng)的吉布斯函數(shù)（G）解析表達(dá)式。這些函數(shù)的解析表達(dá)式以備種不同的模型為基礎(chǔ)，其中包括理想溶液模型、規(guī)則溶液模型亞規(guī)則溶液模型、亞晶格模型、中心原子模型和集團(tuán)變分模型等。材料與冶金學(xué)院 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用相圖計(jì)算材料與冶金學(xué)院 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用用Therm

4、al Calc系統(tǒng)計(jì)算相圖舉例材料與冶金學(xué)院 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用材料的組成和結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)模擬現(xiàn)今材料的組成和結(jié)構(gòu)表征研究主要采用各種大型分析設(shè)備進(jìn)行；例如掃描電鏡（SEM）。透射電鏡（TEM）、分析電鏡（AEM）。掃描探針顯微鏡（SPM）等，各種譜儀利各種衍射儀。這些大型分析設(shè)備幾乎無一例外地是在計(jì)算機(jī)的控制之下完成分析工作的，通常這些分析設(shè)備提供有不同的、功能強(qiáng)大的分析模擬軟件以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，這些分析模擬軟件大大減輕了在材料組成和結(jié)構(gòu)分析時數(shù)據(jù)處理的工作量。材料與冶金學(xué)院 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)工藝模擬發(fā)展特點(diǎn)計(jì)算機(jī)工藝模擬在過去10年間己取得了很大進(jìn)展。隨著工藝模擬在生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，工藝設(shè)計(jì)的思路也將會轉(zhuǎn)變：首先從建立工藝概念入手，進(jìn)行工藝分析然后進(jìn)行數(shù)值模擬和物理模擬，最后產(chǎn)生新工藝。可見。未來的模擬研究將體現(xiàn)以下特點(diǎn)：具有集成性和不可替代性。工藝模擬式目前大型軋鋼件組織演變歷程觀察的良好方法，甚至是唯一方法。數(shù)學(xué)模型體現(xiàn)權(quán)威性。算法逐步優(yōu)化，軟件數(shù)量將逐步增加，軟件的銷售限量將上升很快。模擬研究將會促進(jìn)多學(xué)科合作，如數(shù)學(xué)、計(jì)算科學(xué)和材料力學(xué)等的合作。并行計(jì)算