软件的热力学计算部分能够完成稳态和亚稳态热力学相图的计算,包括变化的温度、元素成分下相组成的变化情况,以及化学势、激活能、比热、吉布斯自由能、焓、熵等热力学函数。软件的热力学计算功能均是基于CALPHAD计算相图法进行,基于体系总吉布斯自由能最小和各相中组元化学势相等、考虑不同元素和相的参数数据计算得到。
热力学计算功能可分为稳态相图计算和亚稳态相图计算两类。
稳态相图计算功能为全模块通用计算功能,软件的全部合金模块均支持此计算功能,具体包括Single(固定状态)、Step Temperature(温度变化)、Step Concentration(成分变化)、Profile(多个成分变化)、Isopleth(温度和成分同时变化)五个计算功能。
除了相图计算结果外,稳态相图计算功能中还支持查看各相中元素的分布变化情况、各元素在各相中的分布变化情况、偏摩尔吉布斯自由能、活度、热容以及合金整体和各相的吉布斯自由能、熵、焓等计算结果。
亚稳态相图计算包括仅针对铝合金模块的Metastable Phases(亚稳相计算)和仅针对镁合金模块的Hardening Phases(强化相计算)两个计算功能。亚稳态相图计算同样是基于CALPHAD方法进行,通过排除与预期亚稳相冲突的稳态相及其他亚稳相来计算得到。
软件凝固相转变及性能计算部分主要针对凝固过程,包含凝固过程相转变及材料性能计算和凝固枝晶偏析后的均匀化计算两部分功能。
Phases and Properties(凝固过程相转变及材料性能计算)是软件全模块均具备的功能,此功能能够计算凝固过程的非平衡相组成随温度的变化情况,进而计算得到合金中各相的性能随温度变化的情况,最终计算得到合金在凝固过程中各性能与温度之间的关系,可以计算的物理、热物理性能包括固液相分数、密度、摩尔体积、热导率、电阻率、电导率、杨氏模量、体积模量、剪切模量、泊松比、比热容、焓、潜热、热膨胀系数、体积变化、液相(整体)粘度和扩散系数、表面张力等。
凝固过程相转变计算的基本模型是Scheil-Gulliver模型,即假设固相中的溶质扩散非常慢,以至于可以忽略,同时液相中的溶质扩散非常快,以至于完全扩散。虽然此功能是全模块均具备的计算功能,但各模块之间在具体计算模型上也存在一定的区别。例如通用钢和不锈钢模块在Scheil-Gulliver模型的基础上进行了优化,额外考虑了C、N等元素在固相中的扩散情况,并支持考虑第二相和碳化物的影响;不锈钢模块考虑了凝固过程中的奥氏体包晶增长、随后的铁素体向奥氏体转变、以及固态下的奥氏体分解;铸铁模块包含灰口铸铁和白口铸铁两类凝固计算,能够考虑凝固结束后不同的石墨化转变程度,包括珠光体、奥氏体或铁素体、以及珠光体和铁素体混合三种;铝、镁、钛、镍、钴、锆合金模块除了Scheil-Gulliver模型外,还提供了Back Diffusion计算模型可供选择,该模型考虑了凝固过程中固相中的元素扩散,能够计算不同温度下各元素在固相中的分布情况;铝合金模块和铸铁模块能够在计算中考虑气相生成对计算结果的影响;钛、镍、钴、锆、铸铁模块在凝固计算的基础上能够继续进行固态相转变计算并合并得到最终的计算结果。
凝固过程材料性能计算方面各模块间也存在着一些差别,例如通用钢能够额外计算屈服强度、抗拉强度和硬度随温度的变化;镍单晶模块能够额外计算刚度系数随温度的变化;铝、镁合金模块能够额外进行铸造强度和枝晶间距计算。
Homogenisation(凝固枝晶偏析后的均匀化计算)是在凝固计算的基础上对各元素在枝晶间的均匀化扩散情况进行计算。由于均匀化扩散计算的前提是凝固计算结束后固相中元素的偏析,因此该计算功能仅针对支持Back Diffusion计算模型的模块,即目前仅有铝、镁、钛、镍、钴、锆六个合金模块支持该功能。
软件物理和热物理性能计算部分与凝固计算部分比较类似,也是基于相组成的变化计算合金的各种物理和热物理材料性能。两者的主要区别在于凝固计算基于非平衡相图进行材料性能计算,而物理和热物理性能计算则基于平衡相图进行材料性能计算。除此之外,本部分还包括堆垛层错能计算、晶格错配度计算和磁导率计算功能。
目前,除铸铁模块外,其他所有模块均支持物理和热物理性能计算功能。合金的物理和热物理性能计算通过Dynamic和Extended General两个功能来实现,其中Dynamic可以直接利用热力学计算得到的随温度或成分变化的平衡相图计算各相及合金整体的物理和热物理性能;而Extended General则在Dynamic的基础上额外增加了相组成固定功能,用户可以通过设置一个温度将此温度以下的合金相组成固定下来,以此观察物理和热物理性能随温度的变化情况。
Dynamic和Extended General支持计算的物理和热物理性能包括密度、摩尔体积、热导率、电导率、电阻率、杨氏模量、体积模量、剪切模量、泊松比、液相(整体)粘度和扩散系数、表面张力、焓和比热。镍单晶模块还额外支持刚度系数的计算。
Stacking Fault Energy(堆垛层错能计算)功能针对通用钢、不锈钢以及镍、钴合金模块,能够基于输入的合金成分和参与计算的相计算合金整体的堆垛层错能。
Magnetic Permeability(磁导率计算)功能仅针对通用钢模块,计算包括两部分内容,一方面该功能能够计算给定成分在各温度下的最大磁导率变化情况,另一方面也能够计算指定温度下磁导率和磁通密度随磁场强度的变化情况。
Gamma/Gamma′ Mismatch(相晶格错配度计算)仅针对镍基超合金、镍铁基合金和镍单晶三个模块,计算相邻两相界面上原子间距的相对差值。
机械性能计算包括强度硬度计算、应力曲线计算、成型极限图、热加工图、疲劳、蠕变、断裂韧性、时效硬化几部分计算功能。
强度硬度计算具体包括Strength and Hardness(强度硬度计算)、Cast Strength(铸造强度计算)、RT Strength(室温强度计算)、High Temperature Strength(高温强度计算)、Tempered Hardness(回火硬度计算)以及Hardenability(端淬硬度计算)几个功能。
Strength and Hardness(强度硬度计算)功能适用于钛、镍合金以及不锈钢和铸铁模块,计算考虑了合金在室温下的相组成,以及晶界强化、固溶强化、金属间强化、加工硬化的因素的影响,计算得到不同晶粒尺寸下合金在室温下屈服强度、抗拉强度和硬度。特别的,铸铁模块计算得到的是不同几何尺寸下对应的结果。
Cast Strength(铸造强度计算)功能适用于铝合金和镁合金模块,正如功能名称中所展示的一样,该功能与凝固计算过程非常相似,计算合金在凝固过程中的屈服强度、抗拉强度和硬度随温度变化的结果。
RT Strength(室温强度计算)功能仅适用于铝合金模块, 之所以将此功能与其他模块的室温强度硬度计算功能Strength and Hardness区分开来,主要是因为铝合金的室温强度计算功能支持考虑变形、铸造等不同合金类型以及T5、T6等不同热处理工艺所产生的影响。
High Temperature Strength(高温强度计算)功能针对大多数合金模块,包括铝、钛、镍、钴合金以及通用钢和不锈钢模块。高温强度计算在室温强度计算的基础上进行,能够计算不同温度和加工应变速率下屈服强度的结果。铝合金模块同样支持考虑不同合金类型以及不同热处理工艺的影响。
Tempered Hardness(回火硬度计算)以及Hardenability(端淬硬度计算)均是通用钢模块所特有的计算功能。回火硬度计算能够基于给定的回火温度范围和回火时间计算屈服强度、抗拉强度和硬度的变化情况。端淬硬度计算则结合了动力学计算模型,包含Jominy和Grossmann两种类型,计算距端部指定距离内不同位置在淬火时的相组成以及屈服强度、抗拉强度和硬度。
应力曲线计算功能包括Stress-Strain Curves(应力应变曲线计算)、Flow Stress Analysis(流动应力计算)、Flow Stress per Phase(各相流动应力计算)三个计算功能。
Stress-Strain Curves(应力应变曲线计算)功能针对铝、镁、钛、镍、钴合金及通用钢、不锈钢模块,能够基于室温或高温下的强度计算结果直接生成应力应变曲线。
Flow Stress Analysis(流动应力计算)功能针对铝、钛、钴合金,通用钢、不锈钢模块,以及镍基超合金和镍铁基合金模块,能够计算得到不同温度和加工应变速率下的流动应力曲线。铝合金模块同样支持考虑不同合金类型以及不同热处理工艺的影响。此外,通用钢模块所特有的Flow Stress per Phase(各相流动应力计算)功能支持分别计算得到奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体相对应的流动应力曲线。
Forming Limit Diagram(成型极限图)功能针对铝、镁、钛、镍、钴合金及通用钢、不锈钢模块。此功能基于流动应力曲线计算功能和优化的Hill-Bressan-William联合模型,计算基于应变或基于应力的成形极限图。除了室温下的成形极限图计算外,软件还支持计算应变率和温度对成形极限图的影响。
Processing Map(热加工图计算)功能针对铝、钛、钴合金,通用钢、不锈钢模块,以及镍基超合金和镍铁基合金模块。热加工图的计算由功率耗散图计算和失稳图计算两部分组成:功率耗散图计算基于流动应力数据进行,得到不同应变下,功率耗散率随温度和应变率变化的等值线图;失稳图的计算则是基于不同的失效准则,由于不同的失效准则适用的情形各不相同,目前尚不存在统一的失效准则能够适用于所有材料,因此软件提供了四种失效准则供用户选择。另外,热加工图还支持基于用户提供的流动应力数据来创建。
Fatigue Related(疲劳相关计算)功能针对钛合金、钴合金、通用钢、不锈钢、镍基超合金和镍铁基合金模块,功能基于Coffin-Manson方程计算得到合金在的不同温度和频率等参数下的疲劳寿命随应变变化的曲线。
Creep(蠕变计算)功能针对钛、钴、镍合金以及不锈钢模块。功能基于外加应力,考虑堆垛层错能和背应力函数等参数,计算得到第二阶段蠕变,进而推算出第一、第三阶段蠕变结果,得到不同外加应力下的蠕变速率和寿命,以及外加应力与破坏时间曲线。钛合金蠕变计算结果中还包括杨氏模量和剪切模量信息。
断裂韧性计算包括针对铝合金和钛合金模块的Fracture Toughness和针对通用钢模块专门模拟回火钢断裂韧性的Tempered Hardness两个功能。断裂韧性计算能够得到合金的K1C断裂韧性以及夏比冲击能结果。
Age Hardening(时效硬化计算)功能仅针对铝合金模块,是强度计算模型与动力学计算模型结合和优化的结果。通过在强度计算模型的基础上融合动力学计算模型,软件能够计算得到时效硬化曲线。同时由于强度计算模型对动力学计算模型的优化,铝合金模块的其它强度计算功能以及动力学计算功能包括TTT、CCT、等温转变等计算功能均得到了较大的提升。
相转变动力学计算功能较多,但模块之间差别较大。较为通用的功能包括TTT/CCT图计算、两相能量变化计算、等温转变计算以及淬火、回火等过程相转变及性能变化计算。除此之外,软件还包含专门针对铁模块的马氏体转变温度计算、碳氮化合物TTP图计算、TTA图计算、碳化物析出计算、相变塑性计算、多道次热轧计算,以及专门针对镍模块的熟化计算和热处理显微结构计算。
TTT/CCT图计算包括TTT/CCT Diagrams和Advanced TTT/CCT两个计算功能,其中前者除了焊锡、铜合金两个模块外,铝、镁、钛、铁、钴、镍、锆合金模块均具有此功能;后者则专门针对通用钢模块,在TTT/CCT Diagrams功能的基础上进行更为详细的计算,例如高级TTT图考虑了中温转变的影响,高级CCT图能够同时计算冷却后合金的硬度。
Energy Changes(两相能量变化计算)功能针对钛、铁、镍合金模块,能够计算相变时新相与母相之间的自由能之差随温度的变化曲线,进而为相转变计算判断提供参考。不同模块支持计算的相各不相同,钛模块支持计算β相向α相的转变、铁模块支持计算奥氏体向铁素体及珠光体的相转变、镍模块支持计算y相向y′相的转变。
Isothermal(等温转变计算)功能针对铝、镁、钛、钴、镍、锆合金以及通用钢和不锈钢模块。功能基于输入的淬火温度、回火温度等相关参数,计算得到回火过程中各析出物含量百分比随时间的变化,通用钢模块还能额外计算得到碳氮化合物尺寸随时间的变化曲线。
热处理过程相转变及性能变化计算包括针对通用钢模块的Quench Properties、Welding Cycle、Tempering Properties和Reaustenitisation Properties,针对钛合金和锆合金模块的Cooling Phases,以及针对钛合金模块的Cooling Properties。
不论是Quench Properties(淬火性能计算)、Welding Cycle(焊接热循环计算)、Tempering Properties(回火性能计算)和Reaustenitisation Properties(二次奥氏体化计算),还是Cooling Phases(冷却相变计算)和Cooling Properties(冷却性能计算),均是针对不同的过程计算合金的相组成随温度的变化以及对应的物理和热物理性能随温度的变化。其中Welding Cycle是加热和冷却两个过程的结合,即包括升温过程的变化曲线又包括降温过程的变化曲线。
Martensite(马氏体转变温度计算)功能针对通用钢和不锈钢两个模块,能够基于合金成分计算马氏体转变温度。
TTP of ALN, MN, M(C, N)(碳氮化合物TTP图计算)功能针对通用钢和不锈钢两个模块,能够计算加工过程中碳氮化合物在奥氏体中的析出。
TTA Diagram(TTA图计算)功能针对通用钢模块,描述了二次奥氏体化过程中,加热速度、温度与奥氏体化程度之间关系的图。
Simultaneous Precipitation(析出计算)功能针对通用钢模块,能够针对碳化物强化和马氏体时效两类不同钢种进行计算,得到回火过程中析出的碳化物或金属相的变化情况,同时包括析出相尺寸变化、合金强度硬度变化等结果。
Transformation Plasticity(相变塑性计算)功能针对通用钢模块,能够基于不同的相变塑性模型计算系数计算各相的相变塑性系数,即外加应力导致的应变难易程度。
Multi-Pass Hot Rolling(多道次热轧计算)功能针对通用钢模块,能够根据用户输入的轧制道次等信息进行计算,得到晶粒尺寸、再结晶分数、应力应变等随热轧道次、温度变化的结果。
Coarsening(熟化计算)功能针对镍基超合金、镍铁基合金和镍单晶三个模块,能够计算Ostwald熟化过程中平均析出尺寸随时效时间的变化结果。
Heat Treatment(热处理显微结构计算)针对镍基超合金和镍铁基合金模块,能够计算铸造和热处理之后y′相的显微结构。
软件还包括一系列与化学、扩散相关计算功能,包括针对不锈钢模块的Pitting Resistance耐点蚀性能计算、针对通用钢模块和不锈钢模块的Carburisation渗碳渗氮计算、针对通用钢模块的C Diffusion in Weld焊接碳扩散计算和类似的针对铝、钛、镍合金模块的Dissimilar Metal Welds焊接元素扩散计算。
软件计算结果数据支持直接导出到主流成型、铸造、焊接、热处理以及通用CAE软件中,包括ADSTEFAN、ANSYS、AnyCasting、Abaqus、COMSOL Multiphysics、DEFORM、Flow3D、FORGE、JSCAST、LS-DYNA、LVMF、Magma、Novacast、ProCAST、QForm、Simufact、Sysweld、Thercast、Transvalor等。
用户可以在JMatPro软件中直接指定希望导出到的软件并指定计算类型(成型、铸造、焊接、热处理等),JMatPro软件能够自动将对应软件完成对应类型计算所需的全部材料性能数据一键完成计算,并自动导出成对应软件支持的格式。这样,我们只需要通过对应的软件读取JMatPro软件导出的文件,即可获取全部计算所需的材料性能数据。
Stainless Steel不锈钢模块主界面Stainless Steel不锈钢模块包含的合金元素:Fe Al Co Cr Cu Mn Mo Nb Ni O Si Ti V W C N P SStainless Steel Stainless Steel不锈钢模块所包含的计算功能: 热力学计算(计算平衡相图)l 多元合金相图垂直截面计算l&nb
不锈钢模块主界面如下,包含热力学性能、凝固、热物性能、化学性能、力学性能、相转变、其它以及数据导出等几大类功能。
一. 不锈钢模块包含的合金元素
Fe、Al、Co、Cr、Cu、Mn、Mo、Nb、Ni、O、Si、Ti、V、W、C、N、P、S
二. 热力学计算功能
热力学计算包含的相
LIQUID、AUSTENITE、CEMENTITE、FERRITE、M23C6、M7C3、M6C、M2(C,N)、M(C,N)、MN、ALN、SIGMA、LAVES、CHI、G_PHASE、PI_PHASE、Z_PHASE、(FE,NI)AL、ETA、DELTA、OMEGA、ALPHA_CR、CU、M2P、M3P、MS_B81、MNS、M203、M2SIO4、M3O4、MO_B2、MULLITE、SIO2、SPINEL_AB2O4
热力学计算输出信息
随温度变化的相图、随成分变化的相图、各相中合金元素随温度的变化、元素在各相中的分布、固定温度和合金成分的相组成、吉布斯自由能、熵、焓、粒子活性、热容等。
316L不锈钢相图垂直截面计算
316L不锈钢固定合金成分随温度变化的相图计算
三. 凝固计算功能
计算铸造凝固过程中,各个温度下的相组成及各种物理性能参数,其中性能包括密度、摩尔体积、线性膨胀率、平均膨胀系数、热导率、电阻率、电导率、杨氏模量、体积模量、剪切模量、泊松比、液相粘度、总粘度、表面张力、焓、比热、潜热,并可查看材料总体性能及各相性能。
V11版本中使用了全新的凝固计算模型,新模型考虑了凝固过程中的奥氏体包晶增长、随后的铁素体向奥氏体转变、以及固态下的奥氏体分解。这些相转变计算的加入大大增加了模型在稳态及包晶奥氏体、双相、马氏体及铁素体不锈钢上的预测能力。模型在凝固过程中的微结构演变描述及物理、热物理性能预测能力已经得到证实。
316L不锈钢凝固过程密度随温度变化计算
四、热物性能计算功能
热物性能计算
基于平衡相图,计算不同温度下或不同合金成分下的相组成及各种物理性能参数,其中性能包括密度、摩尔体积、热导率、电阻率、电导率、杨氏模量、体积模量、剪切模量、泊松比、液相粘度、总粘度、液相扩散、总扩散、表面张力、焓、比热,并可查看材料总体性能及各相性能。
316L不锈钢随温度变化的杨氏模量计算
热物性能拓展
设置一个热处理温度,假设在此温度下的相组成保持不变,计算相应的相组成及热物性能。
316L不锈钢600℃热处理后随温度变化的热导率计算
堆垛层错能计算
316L不锈钢堆垛层错能计算
五. 化学性能计算功能
耐点蚀性能计算
316L不锈钢耐点蚀性能计算
六. 力学性能计算功能
强度和硬度计算
计算室温下的屈服强度、拉伸强度及硬度。
316L不锈钢强度和硬度计算
高温强度计算
根据室温下的屈服强度,计算不同温度下或者在不同应变速率下的屈服强度
316L不锈钢高温强度计算
应力应变曲线计算
根据屈服强度和杨氏模量,计算应力应变曲线。
316L不锈钢应力应变曲线计算
成形极限图计算
基于流动应力曲线计算功能和优化的Hill-Bressan-William联合模型,计算基于应变或基于应力的成形极限图。除了室温下的成形极限图计算外,软件还支持计算应变率和温度对成形极限图的影响。
316L不锈钢成形极限图计算
高温蠕变计算
计算不同外加应力下的蠕变速率以及破坏时间曲线。
316L不锈钢蠕变计算
流动应力曲线计算
计算不同温度及不同应变速率下的流动应力曲线。
316L不锈钢流动应力曲线计算
加工图计算
热加工图的计算由功率耗散图计算和失稳图计算两部分组成。功率耗散图计算基于流动应力数据进行,得到不同应变下,功率耗散率随温度和应变率变化的等值线图。失稳图的计算则是基于不同的失效准则,由于不同的失效准则适用的情形各不相同,目前尚不存在统一的失效准则能够适用于所有材料,因此软件提供了四种失效准则供用户选择。
316L不锈钢热加工图计算
疲劳破坏分析
计算∆ε-N方程参数并绘制相应曲线(应变幅度-循环周期数曲线)。
316L不锈钢疲劳破坏计算
七. 相转变动力学计算功能
TTT/CCT图计算
316L不锈钢TTT图计算
316L不锈钢CCT图计算
马氏体转变温度计算
计算从不同温度下冷却,得到的马氏体转变温度Ms和Md[30/50]。
两相吉布斯自由能变化曲线计算
比较不同温度下,两相的吉布斯自由能值,从而判断哪一相可以更加稳定的存在。
316L不锈钢能量变化曲线计算
等温时效计算
316L不锈钢等温时效计算
碳化物连续沉淀计算及TTP图绘制
八. 其它计算
渗碳渗氮计算
316L不锈钢渗碳渗氮计算
九、数据导出
将JMatPro计算的数据直接导成其他软件可以使用的数据格式,这些软件包括FORGE by Transvalor、DEFORM、QForm、Magma、Flow3D、Thercast、ProCAST、Simufact等成形和铸造模拟软件。
铸铁模块主界面铸铁模块包含的合金元素:Fe Al Ni Ti Mo Cr Cu Mg Mn Nb Si Ta V C N P S铸铁模块所包含的计算功能:热力学计算(计算平衡相图)l 多元合金相图垂直截面计算l 固定合金成分随温度变化的相图计算l 固定温度随合金成分变化的相图计算输出信息包括:随温度变化的相图、随成分变化的相图
铸铁模块主界面
铸铁模块包含的合金元素:
Fe、Al、Ni、Ti、Mo、Cr、Cu、Mg、Mn、Nb、Si、Ta、V、C、N、P、S;
铸铁模块计算平衡相图包含的相:
铸铁模块所包含的计算功能:
1、热力学计算(计算平衡相图)
(1)多元合金相图垂直截面计算
(2)固定合金成分随温度变化的相图计算
(3)固定温度随合金成分变化的相图计算
输出信息包括:随温度变化的相图、随成分变化的相图、各相中合金元素随温度的变化、元素在各相中的分布、固定温度和合金成分是的相组成、吉布斯自由能、熵、焓、粒子活性、热容等。
2、凝固计算 - 用于铸造模拟
(1)相组成和性能计算
(2)计算铸造凝固过程中,各个温度下的相组成、固相分数以及各种物理性能参数。
3、机械性能计算
计算灰口铸铁或者球墨铸铁的强度与硬度
4、相变动力学计算
(1)TTT/CCT曲线
(2)相转变能量计算
5、数据导出
将JMatPro计算的数据直接导成其他软件可以使用的数据格式,这些软件包括Thercast、Magma、Flow3D 等成型和铸造模拟软件。
General Steel通用钢模块主界面General Steel模块包含的合金元素:Fe Al Cr Cu Co Mn Mo Nb Ni O Si Ta Ti V W B C N P S;General Steel模块所包含的计算功能:热力学计算(计算平衡相图)l 多元合金相图垂直截面计算l 固定合金成分随温度变化的相图
General Steel通用钢模块主界面
General Steel模块包含的合金元素:
Fe、Al、Cr、Cu、Co、Mn、Mo、Nb、Ni、O、Si、Ta、Ti、V、W、B、C、N、P、S;
General Steel模块计算平衡相图包含的相:
General Steel模块所包含的计算功能:
1、热力学计算(计算平衡相图)
(1)多元合金相图垂直截面计算
(2)固定合金成分随温度变化的相图计算
(3)固定温度随合金成分变化的相图计算
输出信息包括:
随温度变化的相图、随成分变化的相图、各相中合金元素随温度的变化、元素在各相中的分布、固定温度和合金成分是的相组成、吉布斯自由能、熵、焓、粒子活性、热容等。
2、凝固计算-用于铸造模拟
相组成和性能计算:计算铸造凝固过程中,各个温度下的相组成、固相分数以及各种物理性能参数。
2、热物性能计算
(1)热物性能计算
(2)堆垛层错能计算
(3)磁导率计算
3、机械性能计算
(1)Jominy淬透性计算:根据Jominy淬透性方法,计算Jominy棒从水冷端到另一端各个位置处的屈服强度,硬度和抗张强度曲线
(2)高温屈服强度计算:根据室温下的屈服强度,计算不同温度下或者在不同应变速率下的屈服强度
(3)流动应力曲线绘制:可以绘制出,不同温度,不同应变速率下的流动应力曲线
(4)疲劳破坏分析可以绘制出∆ε-N曲线(应变幅度-循环周期数曲线)
(5)回火强度计算:计算不同回火条件下屈服强度、抗拉强度和硬度的转变
4、相变动力学计算:
(1)快速TTT/CCT曲线:查看奥氏体向铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体的转变曲线
(2)高级TTT/CCT图绘制:给出不同冷却速度下,奥氏体向铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体的转变量以及转变温度
(3)淬火性能计算:给出均一冷速或者多段冷速下,从奥氏体状态淬火,整个过程中的相组织转变以及各种性能曲线。
(4)焊接循环计算:模拟焊接过程,得到加热和冷却两个过程中的相组织转变曲线以及性能随温度变化曲线。
(5)马氏体转变温度曲线:计算从不同温度下冷却,得到的马氏体转变温度Ms和Md[30/50]
(6)两相吉布斯自由能变化曲线计算:比较不同温度下,两相的吉布斯自由能值,从而判断哪一相可以更加稳定的存在
(7)碳化物连续沉淀计算以及TTP图绘制
(8)二次奥氏体化性能计算以及曲线绘制TTA图绘制
(9)相变塑性计算
(10)多道次热轧计算
(11)回火属性计算
(12)等温转变
5、渗碳渗氮计算
6、数据导出
将JMatPro计算的数据直接导成其他软件可以使用的数据格式,这些软件包括FORGE by Transvalor,DEFORM Forming,Simufact.forming,QForm,Magma,Flow3D,Thercast,DEFORM-HT,Simufact.premap以及Transvalor Steel等成型和铸造模拟软件。
Al合金模块主界面Al合金模块包含的合金元素:Al Bi Ca Co Cr Cu Fe La Li Mg Mn Mo Ni Pb Sc Si Sn Sr Ti V Zn Zr B C HA Al合金模块所包含的计算功能: 热力学计算(计算平衡相图):多元合金相图垂直截面计算l 固定合金成分随温度变化
Al合金模块主界面
Al合金模块包含的合金元素:
Al、Bi、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、La、Li、Mg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sc、Si、Sn、Sr、Ti、V、Zn、Zr、B、C、H;
Al合金模块计算平衡相图包含的相:
Al合金模块计算亚稳相图包含的相:
Al合金模块所包含的计算功能:
1、热力学计算(计算平衡相图)
(1)多元合金相图垂直截面计算
(2)固定合金成分随温度变化的相图计算
(3)固定温度随合金成分变化的相图计算
(4)亚稳态存在的相图计算
输出信息包括:
随温度变化的相图、随成分变化的相图、各相中合金元素随温度的变化、元素在各相中的分布、固定温度和合金成分是的相组成、吉布斯自由能、熵、焓、粒子活性、热容等。
2、凝固计算 - 用于铸造模拟
(1)计算铸造凝固过程中,各个温度下的相组成、固相分数、铸造强度、二次枝晶间距以及各种物理性能参数。
(2)均匀化计算:计算回火消除枝晶偏析过程。可以绘制出随回火时间,合金元素的浓度分布曲线
3、热物性能计算
4、机械性能计算
(1)铸造强度计算
(2)室温强度计算(T5、T6、O、F)
(3)高温强度计算(T5、T6、O、H、F)
(4)流动应力计算
5、相变动力学计算
(1)TTT/CCT曲线
(2)等温时效计算
6、数据导出
将JMatPro计算的数据直接导成其他软件可以使用的数据格式,这些软件包括FORGE、Deform、QForm、Thercast、Magma、Flow3D 等成型和铸造模拟软件。
Mg合金模块主界面Mg合金模块包含的合金元素:Mg Ag Al Ca Ce Cu Fe Gd La Mn Nd Sc Si Sn Sr Zn Zr YMg合金模块计算平衡相图包含的相:Mg合金模块所包含的计算功能: 热力学计算(计算平衡相图)l 多元合金相图垂直截面计算l 固定合金成分随温度变化的相图计算l 固定温度随合金成分变化的相图计算
Mg镁合金模块主界面
Mg合金模块包含的合金元素:
Mg、Ag、Al、Ca、Ce、Cu、Fe、Gd、La、Mn、Nd、Sc、Si、Sn、Sr、Zn、Zr、Y;
Mg合金模块计算平衡相图包含的相:
Mg合金模块所包含的计算功能:
1、热力学计算(计算平衡相图)
(1)多元合金相图垂直截面计算
(2)固定合金成分随温度变化的相图计算
(3)固定温度随合金成分变化的相图计算
输出信息包括:
随温度变化的相图、随成分变化的相图、各相中合金元素随温度的变化、元素在各相中的分布、固定温度和合金成分是的相组成、吉布斯自由能、熵、焓、粒子活性、热容等。
2、凝固计算 - 用于铸造模拟
(1)相组成和性能计算:计算铸造凝固过程中,各个温度下的相组成、固相分数以及各种物理性能参数。
(2)均匀化计算
3、热物性能计算
4、相转变动力学计算
1、TTT/CCT计算
2、等温转变
5、数据导出
将JMatPro计算的数据直接导成其他软件可以使用的数据格式,这些软件包括Thercast、Magma、Flow3D 等成型和铸造模拟软件。
Cu合金模块主界面Cu合金模块包含的合金元素:Cu、Al、 Fe、Cr、Mg、Mn、Ni、Si、Pb、Sn、Zn、P; Cu合金模块计算平衡相图包含的相:Cu合金模块所包含的计算功能: 热力学计算(计算平衡相图):多元合金相图垂直截面计算l 固定合金成分随温度变化的相图计算l 固定温度随合金成分变化的相图计算。
Cu合金模块主界面:
Cu合金模块包含的合金元素:
Cu、Al、 Fe、Cr、Mg、Mn、Ni、Si、Pb、Sn、Zn、P;
Cu合金模块计算平衡相图包含的相:
Cu合金模块所包含的计算功能:
1、热力学计算(计算平衡相图):
(1)多元合金相图垂直截面计算
(2)固定合金成分随温度变化的相图计算
(3)固定温度随合金成分变化的相图计算
输出信息包括:
随温度变化的相图、随成分变化的相图、各相中合金元素随温度的变化、元素在各相中的分布、固定温度和合金成分是的相组成、吉布斯自由能、熵、焓、粒子活性、热容等。
2、凝固计算-用于铸造模拟
计算铸造凝固过程中,各个温度下的相组成、固相分数以及各种物理性能参数。
3、热物性能计算
4、数据导出
将JMatPro计算的数据直接导成其他软件可以使用的数据格式,这些软件包括Thercast、Magma、Flow3D 等铸造模拟软件
焊锡合金模块主界面 焊锡合金模块包含的合金元素:Sn,Ag,Al,Au,Bi,Cu,In,Ni,Pb,Sb,Zn; 焊锡合金模块功能: 热力学计算(计算平衡相图):多元合金相图垂直截面计算l 固定合金成分随温度变化的相图计算l 固定温度随合金成分变化的相图计算
焊锡合金模块主界面
焊锡合金模块包含的合金元素:
Sn,Ag,Al,Au,Bi,Cu,In,Ni,Pb,Sb,Zn;
焊锡合金模块计算平衡相图考虑的相:
焊锡合金模块功能:
1、热力学计算(计算平衡相图)
(1)多元合金相图垂直截面计算
(2)固定合金成分随温度变化的相图计算
(3)固定温度随合金成分变化的相图计算
输出信息包括:随温度变化的相图、随成分变化的相图、各相中合金元素随温度的变化、元素在各相中的分布、固定温度和合金成分是的相组成、吉布斯自由能、熵、焓、粒子活性、热容等。
2、凝固计算 - 用于铸造模拟
3、热物性能计算
4、数据导出
将JMatPro计算的数据直接导成其他软件可以使用的数据格式,这些软件包括:
Thercast、Magma、Flow3D 等铸造模拟软件
Zr合金模块主界面Zr合金模块包含的合金元素:Zr,Cr,Fe,Hf,Nb,Ni,Si,Sn,C,H,N,OZr Zr合金模块所包含的计算功能: 热力学计算(计算平衡相图)l 多元合金相图垂直截面计算l 固定合金成分随温度变化的相图计算l 固定温度随合金成分变化的相图计算 输出信息包括:随温度变化的相图、随成分变化
Zr锆合金模块主界面
Zr合金模块包含的合金元素:
Zr、Cr、Fe、Hf、Nb、Ni、Si、Sn、C、H、N、O;
Zr合金模块计算平衡相图包含的相:
Zr合金模块所包含的计算功能:
1、热力学计算(计算平衡相图)
(1)多元合金相图垂直截面计算
(2)固定合金成分随温度变化的相图计算
(3)固定温度随合金成分变化的相图计算
输出信息包括:随温度变化的相图、随成分变化的相图、各相中合金元素随温度的变化、元素在各相中的分布、固定温度和合金成分是的相组成、吉布斯自由能、熵、焓、粒子活性、热容等。
2、凝固计算 - 用于铸造模拟
(1)计算铸造凝固过程中,各个温度下的相组成、固相分数以及各种物理性能参数。
(2)均匀化计算
3、热物性能计算
4、数据导出
将JMatPro计算的数据直接导成其他软件可以使用的数据格式,这些软件包括Thercast、Magma、Flow3D 等铸造模拟软件。
Co合金模块主界面Co合金模块包含的合金元素:Co Al Ni Cr Fe Hf Mn Mo Nb Si Ta Ti W Zr B C N Co合金模块所包含的计算功能:热力学计算(计算平衡相图):多元合金相图垂直截面计算l 固定合金成分随温度变化的相图计算l 固定温度随合金成分变化的相图计算
Co合金模块主界面
Co合金模块包含的合金元素:
Co Al Ni Cr Fe Hf Mn Mo Nb Si Ta Ti W Zr B C N
Co合金模块计算平衡相图包含的相:
Co合金模块所包含的计算功能:
1、热力学计算(计算平衡相图)
(1)多元合金相图垂直截面计算
(2)固定合金成分随温度变化的相图计算
(3)固定温度随合金成分变化的相图计算
输出信息包括:随温度变化的相图、随成分变化的相图、各相中合金元素随温度的变化、元素在各相中的分布、固定温度和合金成分是的相组成、吉布斯自由能、熵、焓、粒子活性、热容等。
2、凝固计算 - 用于铸造模拟
(1)相组成和性能计算
(2)计算铸造凝固过程中,各个温度下的相组成、固相分数以及各种物理性能参数。
(3)均匀化计算
3、热物性能计算
(1)热性性能计算
(2)堆垛层错能计算
4、机械性能计算
(1)高温机械性能计算
(2)高温蠕变计算
(3)流动应力计算
(4)疲劳破坏分析
5、相变动力学计算
(1)TTT/CCT曲线
(2)等温时效计算
6、数据导出
将JMatPro计算的数据直接导成其他软件可以使用的数据格式,这些软件包括FORGE、Deform、Simufact、QForm、Thercast、Magma、Flow3D 等成型和铸造模拟软件。
镍合金模块包含镍基超合金、镍铁基合金、镍单晶三个子模块,模块主界面如下,镍基超合金和镍铁基合金包含功能相同,镍单晶功能与两者略有差异,模块包含热力学性能、凝固、热物性能、力学性能、相转变、其它以及数据导出等几大类功能。
一. 合金元素及平衡相图包含的相
1、镍基超合金模块
(1)包含的元素:
Ni、Al、Co、Cr、Cu、Fe、Hf、Mn、Mo、Nb、O、Pt、Re、Ru、Si、Ta、Ti、V、W、Zr、B、C、N
(2)平衡相图包含的相:
LIQUID、GAMMA、GAMMA_PRIME、GAMMA"、NI2M、ETA、DELTA、NIAL、SIGMA、MU、LAVES、P_PHASE、R_PHASE、G_PHASE、NIMO、BCC、MC、MN、M23C6、M6C、M7C3、M2(C,N)、M3B2、MB2、M2O3、M2SIO4、M3O4、MO_B2、MULLITE、SIO2、SPINEL_AB2O4、NI5M、NI7M2、L10、PT3AL、PT5AL3、PT2AL_L、PT2AL_H、PTAL、ALN
2、镍铁基合金模块
(1)包含的元素:
Ni、Al、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Nb、Si、Ta、Ti、W、B、C、N
(2)平衡相图包含的相:
LIQUID、GAMMA、GAMMA_PRIME、GAMMA"、NI2M、ETA、DELTA、NIAL、SIGMA、MU、LAVES、P_PHASE、G_PHASE、NIMO、BCC、MC、MN、M23C6、M6C、M7C3、M2(C,N)、M3B2、MB2、ALN
3、镍单晶模块
(1)包含的元素:
Ni、Al、Co、Cr、Hf、Mo、Nb、Pt、Re、Ru、Si、Ta、Ti、W、B、C
(2)平衡相图包含的相:
LIQUID、GAMMA、GAMMA_PRIME、NIAL、ETA、SIGMA、MU、P_PHASE、R_PHASE、BCC、HCP_A3、MC、M23C6、M6C、M3B2、MB2、NI5M、NI7M2、L10、PT3AL、PT5AL3、PT2AL_L、PT2AL_H、PTAL
二. 热力学计算功能
计算随温度变化的相图、随成分变化的相图、各相中合金元素随温度的变化、元素在各相中的分布、固定温度和合金成分的相组成、吉布斯自由能、熵、焓、粒子活性、热容等。
IN939合金相图垂直截面计算
IN939合金固定合金成分随温度变化的相图计算
三. 凝固计算功能
1、凝固性能计算
基于夏尔模型或反向扩散模型,计算铸造凝固过程中,各个温度下的相组成、不同初始冷却速率下的冷却曲线、以及各种物理性能参数,其中性能包括固相分数、液相分数、密度、摩尔体积、体积变化率、平均膨胀系数、热导率、电阻率、电导率、杨氏模量、体积模量、剪切模量、泊松比、液相粘度、总粘度、液相扩散、总扩散、表面张力、焓、比热、潜热,并可查看材料总体性能及各相性能。镍单晶模块还包括刚度系数的计算。
IN939合金凝固过程密度随温度变化计算
2、均匀化计算
计算凝固后元素的均匀化过程。
IN939合金均匀化计算
四. 热物性能计算功能
1、热物性能计算
基于平衡相图,计算不同温度下或不同合金成分下的相组成及各种物理性能参数,其中性能包括密度、摩尔体积、平均膨胀系数、线膨胀率、热导率、电阻率、电导率、杨氏模量、体积模量、剪切模量、泊松比、液相粘度、总粘度、液相扩散、总扩散、表面张力、焓、比热,并可查看材料总体性能及各相性能。镍单晶模块还包括刚度系数的计算。
IN939合金随温度变化的杨氏模量计算
2、热物性能拓展
设置一个热处理温度,假设在此温度下的相组成保持不变,计算相应的相组成及热物性能。
IN939合金760℃热处理后随温度变化的热导率计算
3、y/y'相晶格错配度计算
CSMX-4晶格错配度计算
4、堆垛层错能计算
IN939合金堆垛层错能计算
五. 力学性能计算功能
1、强度和硬度计算
计算室温下的屈服强度、拉伸强度及硬度。
IN939合金强度和硬度计算
2、高温强度计算
根据室温下的屈服强度,计算不同温度下或者在不同应变速率下的屈服强度
IN939合金高温强度计算
3、应力应变曲线计算
根据屈服强度和杨氏模量,计算应力应变曲线。
IN939合金应力应变曲线计算
3、成形极限图计算
基于流动应力曲线计算功能和优化的Hill-Bressan-William联合模型,计算基于应变或基于应力的成形极限图。除了室温下的成形极限图计算外,软件还支持计算应变率和温度对成形极限图的影响。
IN939合金成形极限图计算
4、高温蠕变计算
计算不同外加应力下的蠕变速率以及破坏时间曲线。
IN939合金蠕变计算
5、流动应力曲线计算
计算不同温度及不同应变速率下的流动应力曲线。
IN939合金流动应力曲线计算
6、热加工图计算
热加工图的计算由功率耗散图计算和失稳图计算两部分组成。功率耗散图计算基于流动应力数据进行,得到不同应变下,功率耗散率随温度和应变率变化的等值线图。失稳图的计算则是基于不同的失效准则,由于不同的失效准则适用的情形各不相同,目前尚不存在统一的失效准则能够适用于所有材料,因此软件提供了四种失效准则供用户选择。
IN939合金热加工图计算
7、疲劳破坏分析
计算∆ε-N方程参数并绘制相应曲线(应变幅度-循环周期数曲线)。
IN939合金疲劳破坏计算
六. 相转变动力学计算功能
1、TTT/CCT图计算
IN939合金TTT图计算
IN939合金CCT图计算
2、晶粒粗化计算
IN939合金晶粒粗化计算
3、两相吉布斯自由能变化曲线计算
比较不同温度下,两相的吉布斯自由能值,从而判断哪一相可以更加稳定的存在。
IN939合金能量变化曲线计算
4、等温时效计算
IN939合金等温时效计算
5、热处理过程相转变计算
IN939合金热处理计算
七. 其它计算
异种金属扩散计算
八. 数据导出
将JMatPro计算的数据直接导成其他软件可以使用的数据格式,这些软件包括FORGE by Transvalor、DEFORM、QForm、Magma、Flow3D、Thercast、ProCAST、Simufact等成形和铸造模拟软件。
Ti合金模块主界面Ti合金模块包含的合金元素:Ti Al Cr Cu Fe H Mn Mo Nb Ni Re Ru Si Sn Ta V Zr C O N BTi Ti合金模块所包含的计算功能: 热力学计算(计算平衡相图)l 多元合金相图垂直截面计算l 固定合金成分随温度变化的相图计算l 固定温度随合金成分变化的
Ti合金模块主界面
Ti合金模块包含的合金元素:
Ti、Al、Cr、Cu、Fe、H、Mn、Mo、Nb、Ni、Re、Ru、Si、Sn、Ta、V、Zr、C、O、N、B;
Ti合金模块计算平衡相图包含的相:
Ti合金模块所包含的计算功能:
1、热力学计算(计算平衡相图)
(1)多元合金相图垂直截面计算
(2)固定合金成分随温度变化的相图计算
(3)固定温度随合金成分变化的相图计算
输出信息包括:随温度变化的相图、随成分变化的相图、各相中合金元素随温度的变化、元素在各相中的分布、固定温度和合金成分是的相组成、吉布斯自由能、熵、焓、粒子活性、热容等。
2、凝固计算 - 用于铸造模拟
(1)计算铸造凝固过程中,各个温度下的相组成、固相分数以及各种物理性能参数。
(2)均匀化计算
3、热物性能计算
4、机械性能计算
5、相变动力学计算
(1)TTT/CCT曲线
(2)能量转变
(3)等温计算
(4)冷却过程中的相和性能
6、数据导出
将JMatPro计算的数据直接导成其他软件可以使用的数据格式,这些软件包括FORGE、Deform、QForm、Thercast、Magma、Flow3D 等成型和铸造模拟软件。