A356铝合金的屈服强度模拟

目的: 学习计算356铝合金在时效过程中的屈服强度，包括本征强化、固溶强化和析出强化

模块: 组织演化模块

热力学+迁移率数据库: AlMgSi.tdb

kdb文件: AA3xx.kdb

批处理文件: Example_#3.6.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AA3xx.kdb；

  • 从菜单栏单击 "PanEvolution/PanPrecipitation→ Precipitation Simulation"，设置如 图 1 所示计算模拟条件。注意需要勾选Initial Structure（底部）的“Equilibrium Calculation”按键，设定固溶处理温度，本例中为540°C；

图 1:   设置356铝合金的计算条件

计算后处理：

  • 如 图 2 所示创建新表格，在新创建的表格中选择所有的列，绘制图形；

    图 2:   创建包含强度数据的新表格

  • 右键点击表格(Table)节点，选择 Input Table from File，导入 AA356-ys_exp.txt 表格；注意：数据文件的扩展名可以是 txt 或dat；

  • 添加实验数据到相应的图形：在实验数据表格中选中x轴拖进计算图中，按住 <Ctrl>键将选中的y轴拖入；本例中实验数据点 logt 为X轴，分别 以 ys， ysp， ysi 和 yss 为Y轴，依次加入；

  • 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 3:   计算的屈服强度（线）与实验数据（符号）的比较

  • 如 图 4 所示创建新表格，然后在创建的表格中选择 log10(time/3600)为 X 轴, x%(Mg@_Fcc) 和 x%(Si@_Fcc) 为 Y 轴，绘制如 图 5 所示图形；

图 4:  创建包含相成分数据的新表格

图 5:   元素在FCC_A1基体相中的溶解度随时间的变化

可获取的信息:

  • 所示为计算的屈服强度（线）与实验数据（符号）的比较。黄线（符号）代表本征贡献；绿线（符号）代表固溶强化；红线（符号）代表析出强化；蓝线（符号）是三项贡献的总和；

  • • 从图 3 和图 5 可以看出，随着Mg5Si6相的析出，Mg 和 Si 在FCC_A1 中的溶解度降低，固溶强化也随之降低。