合金相图与热力学计算软件Pandat7.0.

镍基粉末高温合金的热力学相图计算
鞠庆红;成博源;王浩
【期刊名称】《铸造工程》
【年(卷),期】2024(48)3
【摘要】相图计算可以为多元合金热处理工艺的制定提供重要的参考依据。

利用Thermo-Calc软件对三种不同Al、Ti含量的镍基粉末高温合金进行了相图计算,得出三种合金在400~1400℃下平衡相的类型、组成和存在温度范围。

研究了不同Al、Ti元素含量对合金相组成的影响规律,结果表明Al、Ti含量的增加会抑制μ相的析出,使μ相的析出温度降低,但会促进σ相的析出,提高σ相的析出温度。

【总页数】5页(P33-37)
【作者】鞠庆红;成博源;王浩
【作者单位】河北津西钢铁集团重工科技有限公司;北京科技大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG111
【相关文献】
1.超超临界电站用镍铁基高温合金TCP相和碳化物相析出的热力学计算
2.相图热力学计算在新型钴基高温合金设计中的应用
3.镍基高温合金相关相图的高通量测定与热力学优化
4.FGH96镍基粉末高温合金氧化物夹杂的计算机断层扫描研究
5.粉末粒度对一种新型镍基粉末高温合金热变形行为的影响
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金属材料相图及物理性能计算软件JMatPro V6.1简介
中仿科技
【期刊名称】《《CAD/CAM与制造业信息化》》
【年(卷),期】2012(000)010
【摘要】一、概述可以毫不夸张的说，JMatPro是金属材料性能计算方面的独一无二的软件。

JMatPro具有快速和正确的计算能力，其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。

【总页数】3页(P35-37)
【作者】中仿科技
【作者单位】中仿科技
【正文语种】中文
【相关文献】
1.金属材料物理性能检测技术的研究 [J], 崔文明;李小星;董正宁
2.金属材料物理性能检测技术的研究 [J], 崔文明;李小星;董正宁;
3.金属材料物理性能检测技术分析 [J], 吴焕
4.解析金属材料物理性能检测技术 [J], 顾强;杜仁硕
5.新书简介《金属材料金相图谱》，机械工业出版社，2006年7月第一版 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

Al-Mg合金的制备和燃烧性能研究马浩然;毛丹;张宏雷;庞爱民;杨梅【摘要】通过Pandat热力学软件，计算了Al⁃Mg合金不同温度和组成的生成焓，筛选出可能作为燃烧剂的Al⁃Mg合金组成和制备条件。

然后在500℃采用热处理的方式，制备了Al⁃Mg合金粉，对产物结构、形貌、组成等进行了分析，发现产物由Al3 Mg2和FCC固溶体相组成。

通过TG⁃DSC、氧弹量热仪测试了合金粉的氧化、燃烧性能，并分析了反应机理。

与单质和相应组成的混合粉进行对比，发现合金粉比混合粉更易发生反应，且反应更完全，放出的热量也更多。

%The formation enthalpies of Al⁃Mg binary alloys in the range of 25~4 000 ℃ were calculated by Pandata software package and the composition and synthesis conditions were obtained.The results show that when the mole amount of Mg element is 0. 29 the alloy has the positive maximum formation enthalpies,7.87 kJ/mol.The phase structure has direct effect on the formation en⁃thalpy.Then,Al⁃Mg alloy powders were prepared by heat treatment using Al particles and Mg particles as the starting materials. The samples were analyzed by X⁃ray diffraction,SEM and combustion heats were tested by TG⁃DSC and oxygen bomb calorimetry.The re⁃sults show that alloy are consist of Al3Mg2 and FCC solid solution.At the same conditions,alloy releases combustion heat more easily and fully than the corresponding mixture powders.【期刊名称】《固体火箭技术》【年(卷),期】2016(039)005【总页数】6页(P649-654)【关键词】Al-Mg合金粉;生成焓;燃烧热;热处理【作者】马浩然;毛丹;张宏雷;庞爱民;杨梅【作者单位】中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京100190; 青岛科技大学化学与分子工程学院，青岛 266042;中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京 100190;中国航天科技集团公司四院四十二所，襄阳 441003;中国航天科技集团公司四院四十二所，襄阳 441003;中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京 100190【正文语种】中文【中图分类】V512金属燃烧剂是现代固体推进剂的重要组分之一，不仅可显著提高推进剂的能量水平，而且对推进剂的燃烧性能、感度和特征信号等均有不同程度的影响[1]。

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。

计算机在材料科学中的应用1.简述建立数学模型的基本步骤。

常用的数学模型建立有几种方法。

（危雄锋）答：建立数学模型的基本步骤：（1）建模准备。

（2）建模假设。

（3）构造模型。

（4）模型求解。

（5）模型分析。

（6）模型检验。

（7）模型应用。

常用的数学建模方法：（1）理论分析法。

（2）模拟方法。

（3）类比分析法。

（4）数据分析法。

2.请简述差分法的数学思想和解题目步骤。

（郭灿锋）答：差分法的数学思想：将求解域划分为差分网络，用有限网格节点代替连续的求解域。

有限差分法通过Taylor技术展开等方法，把控制方程中的导数用网格节点上的函数值的差商代替进行疏散，从而建立以网格节点上的值为未知数的方程组。

有限差分法的主要解题步骤：（1）建立微分方程。

（2）构建差分格式。

（3）求解差分方程。

（4）精度分析和检验。

3.请简述有限元法的数学思想和解题目步骤。

（张巧灵）答：有限元法的数学思想：把连续的几何结构离散成有限个单元，并在每个单元中设定有限个节点，运用变分原理和加权余量法等数学基础解得节点值，进而得到整个集合体的场函数。

有限元法的解题步骤:（1）建立求解域并将其离散化为有限单元。

（2）假设代表单元解的近似连续函数。

（3）建立单元方程。

（4）构造单元整体刚度矩阵。

（5）施加边界条件，初始条件和荷载。

（6）求解线性或非线性的微分方程组，得到节点求解结果及其他重要信息。

4.举例说明材料学中有哪些具体问题可以用蒙特卡洛法解决。

简述蒙特卡洛法的基本步骤。

答：用特卡洛法可以解决一些具体问题，如研究高能离子在材料中的输运、晶粒生长过程、薄膜材料的外延生长、气象沉积、复合材料的失效破坏等。

蒙特卡洛法的基本步骤：（1）构建概率模型。

（2）随机抽样。

（3）估计统计量。

5.请回答Ansys软件主要包括三个部分的名称和各部分的功能。

（杨英）答：Ansys软件主要包括三个部分：前处理模块，求解模块和后处理模块。

前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便的构造有限元模型；求解模块可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析和优化分析能力；后处理模块可将计算结果以图形，图表，曲线形式显示或输出。

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。

哈尔滨工业大学材料热力学论文——相图计算及其在材料设计中的应用指导老师：郑明毅学生：孙永根学号：11S109048相图计算及其在材料设计中的应用摘要本文首先介绍了材料设计所遇到的困难以及CALPHAD技术的出现及应用。

CALPHAD 技术综合利用计算热力学、动力学模拟及实验数据规范评估来优化材料的成分、相(含亚稳相)组成、组织结构及加工处理过程，进而改善材料性能，是二十世纪八十年代出现了计算材料学这一新学科的重要组成部分。

本文分别简要介绍了计算相图（CALPHAD技术）在ZA52-xY镁合金的合金设计及建立Mg-Ca-Ce三元体系热力学系统中的应用，凸显了CALPHAD技术在计算多元体系相图中的优势。

1 材料设计与热力学相图计算1.1 材料设计的途径及CALPHAD技术在以往的材料开发上，通常采用“试错法”来实现，即材料开发人员通过大量的实验和经验来选择材料的成分、稳定工艺参数。

这样即消耗了大量的人力和物力，又不利于系统地探讨材料改性的机理。

材料科学研究面临的突出问题可以归结到两个方面：(1)由于研究对象的复杂性，现有理论模型无法突破局限性，对一些错综复杂问题的处理难以令人满意；(2)虽然新的实验技术、仪器和设备不断涌现，在一定范围内为实验研究提供了新的途径，但大都极为昂贵。

材料制备中一个不容忽视的问题是：我们对具有一定组织和性能的多组元或多相材料的成分缺乏可预见性。

相图常常作为确定材料制各工艺路线(包括成分配比、合成和处理)的唯一依据。

但是，对于多元、多相新兴材料，绝大多数情况下只能找到其构成元素间的二元相图，而三元和三元以上的多元相图非常有限。

因此，对多组元合金制备时成分的确定相当缺乏理论指导，而试验尝试的方法盲目性较大，又非常耗时耗力。

由上述可见，传统的材料研究方法存在不少局限性。

对于新材料研制，单纯依靠理论研究和实验尝试都不能保证科学性和高效性。

随着近一个世纪合金理论的积累和几十年来计算机技术的迅速发展，20世纪60年代相计算(PHACOMP)技术在Ni基高温合金成分设计上的成功应用揭开了合金设计的序幕。

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。