单相内扩散:扩散偶两侧材料的成分均匀
目的: 学习恒温下的扩散模拟,本例为扩散偶的两侧是同一单相结构且成分均匀的材料
模块: 扩散模块
热力学+迁移率数据库: FeCrNi.tdb
批处理文件: Example_#4.1.pbfx
计算过程:
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创建工作空间,选择扩散模块: 参见Pandat 用户手册: 工作空间(Workspace);
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调用 FeCrNi.tdb数据库,选择所有组元: 参见Pandat 用户手册: 调用数据库;
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单击 PanDiffusion → Diffusion Simulation,设置计算条件,如图 1。首先将“Region Composition Distribution”设置为“Uniform”,表明在扩散之前,扩散偶两侧材料的成分是均匀的。点击Region_1并将扩散偶左侧的成分设置为30Cr-10Fe-60Ni (at%),再点击Region_2并将扩散偶右侧的成分设置为10Cr-20Fe-70Ni (at%)(图 1中未显示);
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Region_1 和 Region_2的长度设置为100 mm, 总的格点数 (# of Grids)为 100;
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扩散偶的热处理条件 (Thermal History) 设置为1000°C下恒温1000小时;
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默认输出包括初态和终态的成分分布图,也可以绘制中间状态的成分分布图或列在表格中。点击 “Moments for Profile Outputs” 旁边的蓝色“+”,可以输出中间状态的成分分布图。图 1 所示设置将输出200小时和500小时的数据。点击OK开始计算;
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用户可以定义形貌 ("Geometry") 为 "平面 (Planar), 柱状 (Cylindrical), 或球形 ( Spherical)";
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用户可以选择 "Interface Flux Model" 和设置 "boundary conditions": 详细设置参见 Pandat 用户手册: 通用扩散模拟的界面设置.
计算后处理:
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添加图例和文字: 参见Pandat 用户手册: 图形工具常用快捷按钮;
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修改图形外观: 参见Pandat 用户手册: 属性;
可获取的信息:
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在本例中,扩散偶两侧的初始成分均位于Fcc的单相区中,如图 4 所示的Fe-Cr-Ni三元体系在1000°C时的等温截面;
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可以获得选定时间的成分分布图。