Hepimizin bildiği gibi, faz diyagramları deneysel olarak test edilebilir. Ancak deneysel faz diyagramları çok fazla insan gücü ve malzeme kaynağı gerektirir. Reaksiyona dahil olan yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve aşındırıcı gazlar koşulları altında, bileşim kontrolü, kap seçimi ve yüksek sıcaklık ölçümünde de zorluklarla karşılaşacaklardır ve deneysel belirleme her zaman Sınırlıdır, tek taraflıdır, yapılamaz. sistemin faz diyagramı ve termodinamik özellikleri hakkında tam ve kapsamlı bir anlayış. Şekil 1: Fe-C faz diyagramı O halde faz diyagramı hesaplaması uygun bir çözümdür. Sistemin faz dengesini termodinamik prensipleri kullanarak hesapladı ve faz diyagramını çizdi. Faz diyagramı hesaplaması yapıldıktan sonra, sistemin sadece bazı kilit bölgelerinin termodinamik verileri ve sistemin faz diyagramının bazı anahtar fazları deneysel olarak ölçülebilir. Gibbs serbest enerji modelinin parametrelerini optimize edin ve sistemi oluşturmak için tüm faz diyagramı tahmin edilebilir. Tam faz diyagramı termodinamik veritabanı. Sonuç olarak, faz diyagramı çalışmasının iş yükü büyük ölçüde azalır ve olası deneysel zorluklardan kaçınmak mümkündür. Basit bir ifadeyle, faz diyagramı hesaplamalarının 6 önemli avantajı veya anlamı olabilir(1) Gerçek fazı ayırt etmek için kullanılabilir Elde edilen farklı deneysel sonuçların makul bir değerlendirmesini yapmak ve kullanıcılara doğru ve güvenilir faz diyagramı bilgisi sağlamak için diyagram verilerinin ve termokimyasal verilerin kendisi ve tutarlılığı; (2) Faz diyagramının yarı kararlı kısmı tahmin edilebilir ve tahmin edilebilir. yarı kararlı bir faz diyagramı elde edebilir;(3) Çok fazlı diyagramları tahmin edebilir ve tahmin edebilir, çok fazlı dengeyi hesaplayabilir ve gerçek malzemelerin tasarımı ve işleme teknolojisi için referans sağlayabilir;(4) Gibbs serbest enerji eğrisini hesaplayarak, difüzyonsuz faz geçişinin bileşen aralığı tahmin edilebilir;(5) Faz değişikliği itici gücü ve gerekli aktivite gibi önemli bilgileri sağlayabilir. Faz geçiş kinetiği araştırmaları için;(6) Farklı koşullar altında malzeme hazırlama ve kullanım süreçlerinin incelenmesi ve kontrolü için koordinat olarak farklı termodinamik değişkenlere sahip çeşitli faz diyagramlarını elde etmek uygundur. Faz diyagramı? Faz diyagramı hesabının özü, hedef sistemdeki her fazın kristal yapısına, manyetik düzenine ve kimyasal sıra geçişine göre her fazın termodinamik modellerini oluşturmak ve her bir fazın Gibbs serbest enerji ifadesini oluşturmaktır. Bu modellerden faz. Son olarak, faz diyagramı denge koşulu ile hesaplanır. Bunlardan her bir faz termodinamik modelindeki belirsiz parametreler, literatürde bildirilen faz dengesi ve termodinamik özellik verilerine dayalı olarak elde edilmiş ve faz diyagramı hesaplama yazılımı ile optimize edilmiştir. Düşük bileşenli sistemlerin (genellikle ikili ve üçlü sistemler) elde edilen termodinamik parametrelerine dayanarak, çok bileşenli sistemin faz diyagramı ve termodinamik bilgileri, ekstrapolasyon veya az sayıda çok değişkenli parametre ekleyerek elde edilebilir. Genel olarak, sıcaklığı kontrol ederiz. malzeme işleme sırasında , basınç ve bileşim. Bu nedenle, faz diyagramının hesaplanmasında model fonksiyon olarak Gibbs serbest enerjisini seçiyoruz. Belli bir malzemeye sahip ancak dış dünya ile enerji alışverişi (kapalı sistem) olan bir sistem için, sabit sıcaklık ve basınç süreci her zaman yönündedir. Gibbs serbest enerji azaltımının toplamıdır ve sistemin toplam Gibbs serbest enerjisi dengede en düşüktür. Fazlardaki kurucu elementlerin kimyasal pozisyonları eşittir. Tüm sıcaklıklarda serbest enerji-bileşim eğrisini biliyorsak, minimum serbest enerji veya eşdeğer çözelti kimyasal bitini bularak faz diyagramını hesaplayabiliriz. Faz diyagramını hesaplamak için serbest enerji eğrisinin yarı kararlı kısmını bilmemiz gerekir. , saf elementin yarı kararlı konfigürasyonunun serbest enerjisi ve yarı kararlı faz geçiş noktası. Faz diyagramı optimizasyonu ve hesaplama süreci basitçe beş adıma ayrılabilir: (1) Deneysel verilerin toplanması ve değerlendirilmesi. Değerlendirmenin amacı, yazarlar tarafından kullanılan deneysel yöntemlere dayalı olarak deneysel verilerin doğruluğunu yargılamak ve termodinamik ilkelerle uyumlu ve nispeten daha makul olan deneysel verileri seçmektir.(2) Serbest enerji modelinin seçimi. Fazın yapısına göre makul bir model seçilir ve çok değişkenli sistemin ekstrapolasyonu ile doğrulanabilir.(3) Gibbs serbest enerji ifadesinde belirsiz parametreleri optimize etmek için ölçülen faz diyagramlarını ve termokimyasal verileri kullanarak; daha sonra uygun algoritmayı ve ilgili bilgisayar programını kullanarak bilgisayardaki faz diyagramını faz dengesi koşullarına göre hesaplamak için kullanın.(4) Hesaplama sonuçlarının ve deneysel verilerin karşılaştırılması ve analizi. İkisi arasında büyük bir fark varsa, belirlenecek parametreleri ayarlayın veya termodinamik modeli yeniden seçin ve ardından hesaplama sonuçları deneysel hata aralığındaki faz diyagramı verilerinin ve termokimyasal verilerin çoğuyla tutarlı olana kadar bir optimizasyon hesaplaması yapın. (5) Optimizasyondan sonra, tüm faz diyagramları ve termodinamik veriler bir termodinamik model ile kendi içinde tutarlı bir bütüne bağlanır ve nihayet bir faz diyagramı termodinamik veritabanı oluşturmak için bir model parametresinde saklanır. Şimdi, gelişmiş faz diyagramı hesaplama yazılımı var. Faz diyagramı hesaplamaları yapabilen bir yazılımdır. Faz diyagramı hesaplama yazılımı, esasen termodinamik modeller ve hesaplama prensiplerinin büyük ölçekli sayısal hesaplamalar ve güçlü bilgisayar işleme fonksiyonları ile birleşimidir. Yalnızca çok değişkenli ve çok fazlı denge hesaplamalarını başarmakla kalmaz, aynı zamanda çeşitli kararlı ve yarı kararlı faz diyagramları da verir. Malzemenin hazırlanması ve kullanımı ile yakından ilgili olan diğer parametreler elde edilebilir. Yaygın olarak kullanılan faz diyagramı termodinamik hesaplama yazılımlarının (Thermo-Calc, Fact Sage, Pandat, Jmatpro) ana fonksiyonları ve özellikleri aşağıdaki gibidir. İşte ilgili özelliklerinin kısa bir listesi1 Thermo-Calc yazılımıThermo-Calc yazılımı eksiksiz bir veri sistemi, güçlü işlev ve nispeten eksiksiz bir yapısal hesaplama sistemi haline geldi. Dünyada iyi bir üne sahip bir termodinamik hesaplama yazılımıdır. Thermo-Calc yazılımı, faz dengesi hesaplamalarına (likidus ve katılaşma sıcaklığı, her fazın bileşimi ve oranı vb.), faz diyagramı hesaplamalarına ve termodinamik hesaplamalara izin verir. Termodinamik veriler ayrıca tablo haline getirilebilir ve hesaplanabilir. Reaksiyonun termodinamik fonksiyonu ve itici güç, değerlendirme kimyasal sisteminin faz dengesi ve faz geçişi ve çeşitli faz diyagramları otomatik bir çizim programı tarafından çizilir.2, Fact Sage yazılımıFact Sage yazılımı, ChemSage/SOLGA-SMIX iki termokimyasal yazılım paketi. Zengin veritabanı içeriği, güçlü hesaplama fonksiyonları ve Windows platformu altında kolay kullanım avantajlarına sahiptir. Çok değişkenli çok fazlı denge hesaplamasına ek olarak, Fact Sage yazılımı ayrıca faz diyagramları, baskın alan haritaları, potansiyel-pH diyagramları, termodinamik hesaplayabilir ve çizebilir. optimizasyon ve haritalama işleme.Fact Sage yazılım uygulamaları arasında malzeme bilimi, pirometalurji, hidrometalurji, elektrometalurji, korozyon, cam endüstrisi, yanma, seramik, jeoloji vb. yer alır. Fact Sage 5.5 veritabanı şunları içerir:(1) 4,517 içeren bir saf madde veritabanı bileşikler;(2) 20 element içeren oksit veri tabanı;(3) 20 katyon ve 8 anyon içeren erimiş tuz verileri(4) Pb, Sn, Fe, Cu, Zn, vb. gibi yaygın alaşım sistemlerini içeren kapsamlı veri tabanı.(5) Spesifik elektrolitik alüminyum, kağıt endüstrisi ve yüksek saflıkta silikon gibi belirli endüstriyel işlemler için veri tabanları. Ek olarak, Fact Sage diğer iyi bilinen uluslararası verileri de kullanabilir. SGTE gibi temelleri kullanır ve kullanıcılara özel veritabanları oluşturma yeteneği sağlar.3,Pandat yazılımıPandat paketinin en büyük avantajı, ücretsiz enerji işlevinin belirli bir bileşen aralığında birden çok en düşük noktaya sahip olsa bile, Faz diyagramı hesaplama uzmanlığı ve hesaplama becerileri ile başlangıç değerlerini ayarlamadan yapabilirsiniz. Pandat yazılımını kullanarak, çok aşamalı çok aşamalı sistemlerin kararlı dengesini otomatik olarak arayabilir. Pandat yazılımının ana özellikleri arasında bilgi işlem, düzenleme ve gelişmiş özellikler bulunur. Hesaplama fonksiyonu temel olarak şunları kapsar:(1) Faz diyagramının hesaplanması: İkili faz, üçlü ve çok bileşenli denge faz diyagramlarının hesaplanması (izotermal kısım, eşdeğer kısım, kullanıcı tanımlı kısım);(2) Liquidus hesaplanması: Liquidus (erime noktası) ) ve birincil çökelmiş faz otomatik olarak hesaplanabilir ve izoterm çizilebilir.(3) Katılaşma hesabı: Çıktı bilgileri, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak katı fraksiyon, yoğunluk, özgül ısı, entalpi, vb. eğrisini içerir;(4) Faz diyagramı optimizasyonu: bir dizi faz diyagramını ve termokimyasal verileri değerlendirmek ve faz diyagramlarını optimize etmek için Windows arayüzünde manipüle edilebilecek termodinamik model parametreleri elde etmek için kullanılır. Pandat yazılımının ana özellikleri şunlardır: kolay kullanım arayüzü, öğrenmesi kolay ve kullan; istikrarlı ve güvenilir hesaplama sonucu; kullanıcının başlangıç değerini ve tahmini değeri girmesine gerek yoktur; yazılım otomatik olarak denge noktalarını bulur; kullanıcı tanımlı veritabanını destekler ve çeşitli faz diyagramları ve termodinamik için hesaplar. Güçlü bir bilgi işlem platformu sağlar. Şekil 2: PanGUI4, Jmatpro yazılımının bileşenleri JMatPro, çekirdek teknoloji ve hesaplama olarak güçlü ve kararlı termodinamik modelleri ve termodinamik verileri temel alır. Malzeme performans hesaplamalarının doğruluğunu sağlamak için tüm fiziksel modeller kapsamlı bir şekilde doğrulanmıştır. JMatPro'nun hesaplama hızı çok hızlıdır, genellikle bir dakika içinde tamamlanabilir. Hızlı hesaplamaların en acil avantajı, kullanıcıların kendi malzeme formülleriyle hızlı bir şekilde deney yapabilmeleri ve istenen hesaplamaları kendi bilgisayarlarında tamamlayabilmeleridir. Ana özellikler şunlardır: (1) Kararlı ve yarı kararlı faz diyagramı hesaplamaları. Kullanıcı, çoklu alaşım sistemlerinin faz diyagramları gibi bileşen düzlemlerini hesaplayabilir ve ayrıca sıcaklıkla değişen veya bileşime göre değişen çok bileşenli alaşımların faz diyagramlarını hesaplayabilir.(2) Fiziksel özelliklerin hesaplanması – malzeme CAE simülasyonu için kullanılır. Malzemenin özellikleri ile sıcaklık arasındaki ilişki hesaplanabilir. Alaşımdaki her faz için performans verileri de aynı anda hesaplanabilir ve katılaşma sürecindeki faz diyagramı hesaplanabilir.(3) Mekanik özellikler. Malzemenin mekanik özellikleri, oda sıcaklığında ve yüksek sıcaklık koşullarında hesaplanabilir.(4) Faz değişimi hesabı: Martensitik dönüşüm, çelik kaynak termal çevrimi ve çok geçişli sıcak haddeleme hesabı, TTT/CCT eğrisi vb.
Kaynak: Meeyou Carbide

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir