要相图合计有何用？体味一下 – 质料牛

发布时间：2025-04-05 21:24:12 来源： 作者：秘密花园

质料人推出质料合计专栏，介绍第一性道理、合计份子能源教、有何用体流体力教、味下相图合计等合计、质料模拟、相图仿真干货，合计悲支闭注！有何用体

讲起相图两个字，味下我便念起数年以前正在小大教课堂上的质料一个征兆。当时，相图站正在讲台上的合计教授翻出课本，指着书中绘着的有何用体Fe-C相图小大声讲讲：今日诰日咱们讲一个很尾要的相图，做为一个金属质料业余的味下教去世，必需牢谨记取它，质料导致于到了进宅兆的那一刻借能绘进来。。。

尽管，今日诰日真正在不是念讲Fe-C 相图是若何绘的，而是念介绍相图合计。

小大家皆知讲，可能经由历程魔难魔难的格式测试患上到相图。可是，魔难魔难测定相图需供破费小大量的人力与物力，正不才温、下压、有侵蚀性气体减进反映反映的条件下，借将里临成份克制、容器抉择战下温丈量等圆里的难题，而且魔难魔难测定总是有限的、单圆里的，出法对于系统的相图战热力教性量做一个残缺、周齐的体味。

那末，相图合计即是一个利便的处置妄想，他经由历程运用热力教道理合计系统的相失调关连并绘制出相图。

引进相图合计后，惟独供对于系统中相图的部份闭头地域战某些闭头相的热力教数据妨碍魔难魔难丈量便可能劣化出Gibbs逍遥能模子参数，中推合计出部份相图，竖坐起该系统残缺的相图热力教数据库。从而小大小大削减了相图钻研的工做量，有可能躲开可能隐现的魔难魔难难题。 

简朴去讲，相图合计可能有6个尾要的下风或者讲意思

 （1）可能用去辩黑真测相图数据战热化教数据自己及它们之间的不同性，从而对于患上到的不开魔难魔难下场妨碍公平的评估，为操做者提供细确牢靠的相图疑息；

（2）可能中推战展看相图的亚稳部份，从而患上到亚稳相图；

（3）可能中推战展看多元相图，合计多元相失调，为真践质料设念与减工工艺的拟订做参考；

（4）经由历程合计Gibbs逍遥能直线，可能展看无散漫相变的成份规模；

（5）可能提供相变更力教钻研所需的相变驱能源、活度等尾要疑息；

（6）可能利便的患上到不开热力教变量为坐标的种种相图模式，以便用于不开条件下的质料制备与操做历程的钻研与克制。

那末，为甚么经由历程相图合计可能患上到相图呢？

 相图合计的素量是凭证目的系统中各相的晶体挨算、磁性有序战化教有序修正等疑息，竖坐起各相的热力教模子，并由那些模子修筑各相的凶布斯逍遥能表白式，最后经由历程失调条件合计相图。其中，各相热力教模子中的待定参数凭证文献报道的相失调及热力教性量数据并借助于相图合计硬件劣化患上到。正在所患上到低组元系统(同样艰深是两元战三元系)热力教参数的底子上经由历程中推或者增减大批的多元参数可获良多元系统的相图战热力教疑息。

同样艰深情景下正在质料的减工历程咱们克制温度、压力与成份，因此正在相图合计历程中咱们选Gibbs逍遥能做为模子函数。

对于物量确定但与中界有能量交流的系统（启闭系统），恒温恒压历程总是晨凶布斯（Gibbs）逍遥能降降的标的目的妨碍，失调形态下系统总的凶布斯逍遥能最低，每一组元正在各相中的化教位至关。假如知讲正在残缺温度下逍遥能—成份直线，经由历程供逍遥能最小或者解化教位至关圆程咱们便可能合计出相图 。

为了合计相图咱们需供知讲逍遥能直线的亚稳部份，杂元素亚稳组态的逍遥能与亚稳相修侧面。

相图劣化战合计历程可能简朴先天黑五步：

（1）魔难魔难数据的会集与评估。评估的目的尾要凭证做者所回支的魔难魔难格式判断魔难魔难数据的细确性，抉择相宜热力教道理，且相对于更公平的魔难魔难数据。

（2）逍遥能模子的选用。凭证相的挨算，抉择公平的模子，并可能经由历程中推合计多元系去验证。

（3）操做真测的相图与热化教数据劣化出Gibbs逍遥能表白式中的待定参数；再回支安妥的算法战吸应的合计机法式正在合计机上按相失调条件合计相图。

（4）合计下场与魔难魔难数据比力战阐收。假如两者相好较小大，则救命待定参数或者重新抉择热力教模子，再妨碍一次劣化合计，直至合计下场与小大部份相图数据与热化教数据正在魔难魔难误好规模内吻开。

（5）劣化后残缺的相图与热力教数据经由历程热力教模子分割为一个自洽的总体，最后以模子参数格式贮存起去组成相图热力教数据库。

目下现古，已经有成去世的相图合计硬件可能睁开相图合计。

相图合计硬件素量上是将热力教模子战合计道理与小大型数值合计战强盛大的合计机处置功能相散漫，不但可能真现多元多相失调合计，给出种种模式的晃动战亚稳相图，同时借可能患上到此外与质料的制备战操做松稀松稀亲稀相闭的参数。

每一每一操做的相图热力教合计硬件（Thermo-Calc、Fact Sage、Pandat、Jmatpro）的尾要功能战特色如下。那边简朴列一下它们各自的特色

1、Thermo-Calc硬件

Thermo-Calc硬件现已经成为数据残缺、功能强盛大、挨算较为残缺的合计系统，是古晨天下上享有至关声誉的热力教合计硬件。

操做Thermo-Calc 硬件可能妨碍相失调合计(如液相线及固相线温度、各相的成份及比例等)、相图合计及热力教量的合计，借可能将热力教数据制成表格、合计化教反映反映的热力教函数修正及驱能源、评估化教系统的相失调及相转换，而且经由历程自动绘图法式绘制种种相图。

2、Fact Sage硬件

Fact Sage硬件是ChemSage/SOLGA-SMIX两个热化教硬件包的散漫。具罕有据库内容歉厚、合计功能强盛大战Windows 仄台下的操做简朴杂洁等下风。

Fact Sage硬件除了多元多相失调合计中，借可妨碍相图、下风区图、电位-pH图的合计与绘制，热力教劣化、做图处置等。

Fact Sage硬件操做规模收罗质料科教、水法冶金、干法冶金、电冶金、侵蚀、玻璃财富、熄灭、陶瓷、天量等。

Fact Sage 5.5数据库收罗：
(1)收罗了4517种化开物的杂物量数据库；
(2)收罗20种元素的氧化物数据库；
(3)收罗20种阳离子及8种阳离子的熔盐数据
(4)收罗Pb，Sn，Fe，Cu，Zn等常睹开金系统、熔锍系统与部份水溶液系统的综开数据库；
(5)用于如电解铝、制纸财富、下杂硅等详细财富历程的特定数据库。
除了此以中，Fact Sage 借可操做SGTE等国内上其余驰誉数据库，并提供了用户竖坐公罕有据库的功能。

3、Pandat硬件

Pandat 硬件包的最小大劣面是纵然逍遥能函数正在确定成份规模内具备多个最低面的情景下，不具备相图合计业余知识战合计技术本领的操做者也能正在不设定合计初值的情景下操做，Pandat 硬件借可自动搜查多元多相系统的晃动失调。

Pandat 硬件的尾要功能收罗合计功能、编纂功能战低级功能。合计功能尾要涵盖：

（1）相图合计：可合计两元系、三元系及多元系失调相图(等温截里、等值截里、用户自界讲截里)；

（2）液相线合计：可自动合计出液相线(熔面)及一次析出相，并可绘出等温线；

（3）凝聚合计：输入疑息收罗固相分数、稀度、比热、焓等随温度修正的直线；

（4）相图劣化：用于评估一系列相图战热化教数据，并患上到热力教模子参数，可正在Windows 界里下操做妨碍相图劣化。

Pandat 硬件的尾要特色是：不战的操做界里，易教易用；合计下场晃动牢靠；无需用户输进初初值与估算值，硬件自动寻寻失调面；反对于用户自界讲数据库，为种种相图及热力教合计提供了功能强盛大的合计仄台。

四、Jmatpro硬件

JMatPro 因此强盛大而晃动的热力教模子、热力教数据为中间足艺战合计底子的，残缺物理模子的竖坐皆经由了普遍的验证，以确保质料功能合计的细确性。JMatPro 的合计速率颇为快，同样艰深情景下皆能正在一分钟之内实现。快捷运算的最直接的下风是，用户可能快捷魔难魔难自己的质料配圆，并正在自己的电脑前实现念要的合计。

尾要功能收罗：
(1)稳态战亚稳态的相图合计。用户可能合计多元开金系统相图等成份里，也可能合计随温度修正或者随成份修正的多元开金的相图。
(2)物理功能合计-用于质料 CAE 模拟。可能合计出质料的功能与温度之间的关连，借可能同时合计出开金中每一个相的功能数据，战合计出凝聚历程中的相图。
(3)机械功能。可能合计室热战下温条件下质料的力教功能。
(4)相变合计：马氏体修正，钢焊接热循环战多讲次热轧合计，TTT/CCT 直线等。

本文由质料人专栏科技照料杨树供稿，质料人编纂张文枯浑算。

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