6005铝合金的硬度模拟

目的: 学习计算模拟6005铝合金热处理中的粒子尺寸、数密度和硬度；

模块: 组织演化模块

热力学+迁移率数据库: AlMgSi.tdb

kdb文件: AA6xxx.kdb

批处理文件: Example_#3.4.pbfx

计算过程:

  • 创建工作空间，选择组织演化模块： 参见Pandat 用户手册: 工作空间（Workspace）；

  • 调用 AlMgSi.tdb数据库，选择所有组元： 参见Pandat 用户手册: 调用数据库；

  • 从菜单栏单击PanEvolution/PanPrecipitation，选择Load KDB or EKDB后，选择AA6xxx.kdb，弹出如图 1 所示的对话框。该对话框中显示基体相和析出相信息。

    • 图 1:  AA6xxx.kdb文件中的基体相和析出相

  • 从菜单栏单击File → Open File打开AA6xxx.kdb文件，查看析出动力学参数。

  • 从菜单栏单击 "PanEvolution/PanPrecipitation→Precipitation Simulation"，设置如 图 2 所示计算模拟条件。

图 2:  设置合金的成分和热处理条件

计算后处理：

  • 如图 3 所示为默认图，Mg5Si6相体积分数随时间变化图。

    图 3:   析出相体积分数演变的默认图

  • 如图 4 所示创建新表格，绘制log(t) vs. log(nd), log(t) vs. log(size)和log(t) vs. hv曲线；

    • 图 4:   创建新表格

  • 右键点击表格(Table)节点，选择Input Table from File，依次导入三个表格，即AA6005-nd_exp.dat、AA6005-size_exp.dat和AA6005-hv_exp.dat；

  • 添加实验数据到相应地的图形中：在实验数据表格中选中x轴拖进计算的图中，按住 <Ctrl>键将选中的y轴拖入；

  • 由实验数据绘制的图形默认为线而非点。在属性窗口中，将Plot Type设置为点；

  • 添加图例： 参见Pandat 用户手册: 图形工具常用快捷按钮；

  • 修改图形外观： 参见Pandat 用户手册: 属性；

图 5:  计算的颗粒数密度的演变与实验值的对比

图 6:  计算的颗粒尺寸与实验数据的对比

图 7:  模拟硬度与实验数据的对比

可获取的信息:

  • 图 3 所示为默认的模拟图，即析出相的体积分数演化，时间的单位是秒；

  • 图 5 所示为计算的数密度演变；图 6 是尺寸演变，图 7 为硬度随时间的变化。在上述图形中添加了实验数据以便于比较；

  • 可以看出，数密度在~1000s（~0.3h）时达到最大值，但粒径非常小。硬度在~10000s（~2.8h）时达到峰值，此时数密度和粒径均良好；