高熵合金中相形成驱动力

目的: 学习在多元相图上计算和绘制驱动力等值线。图 1所示为CoCrFeNi – AlxCoCrFeNi的垂直截面,可以看出添加Al能促进Bcc和B2的形成。但是,在该图上并不能看出在不同温度和组成下,哪个相具有较高的热力学驱动力。本例将介绍如何将B2和Bcc的驱动力等值线绘制在Al-Co-Cr-Fe-Ni体系的Liquid+Fcc图上,以方便查看在该体系中形成B2和Bcc的驱动力。

模块: 相图模块

热力学数据库: PanHEA.pdb(本数据库是高熵合金的热力学数据库,只有授权用户可以使用)

图 1:  计算的CoCrFeNi–AlxCoCrFeNi(x=0~2)垂直截面

计算过程:

  • 调用 PanHEA.pdb 数据库,选择相应组元: 参见Pandat 用户手册: 调用数据库

  • 运行面 (2D) 计算: 参见Pandat 用户手册: 面计算 (2D)

  • 设置计算条件:如图 2 所示,横坐标为合金成分的变化,纵坐标为温度的变化。

  • 点击“Select Phases”,并设置每一相的状态,如图 3

  • 计算B2相的驱动力等值线:单击“Contour Lines”对话框,然后设置Contour Type,见图 4,点击OK;

图 2:  设置CoCrFeNi–AlxCoCrFeNi垂直截面的计算条件

图 3:  将Fcc和液相设置为enter状态,B2和Bcc设置为dormant状态,目的是计算它们成为稳定相的驱动力

图 4:  设置B2相驱动力等值线的计算条件

图 5:  设置Bcc相驱动力等值线的计算条件

计算后处理:

可获取的信息:

  • 完成图 4所示的操作后,就可绘制出B2相的驱动力等值线图,完成图 5所示的操作后,就可绘制出Bcc相的驱动力等值线图;

  • 两图合并:选择其中一张图,如Bcc的等值线图,显示在主显示窗口中,然后单击Table->Contour_DF(@!B2)表,将x%(Al)拖动到主显示窗口,然后按 <Ctrl>键并拖动T到主显示窗口;

  • 合并后的图如图 6所示。从该图可以看出,当Al的含量较低时,B2或Bcc都不具有形成的驱动力(负驱动力);当Al的含量较高时,两相都具有形成的驱动力,且B2的形成驱动力高于Bcc相;

图 6:  Bcc和B2相的驱动力等值线图