输入通量的渗碳模拟

目的: 学习恒温下渗碳过程的扩散模拟,边界条件为输入通量

模块: 扩散模块

热力学+迁移率数据库: Fe-Si-C.tdb

批处理文件: Example_#4.7.pbfx

计算过程:

  • 创建工作空间,选择扩散模块: 参见Pandat 用户手册: 工作空间(Workspace)

  • 调用 Fe-Si-C.tdb数据库,选择组元Fe和C: 参见Pandat 用户手册: 调用数据库

  • 单击 PanDiffusion → Diffusion Simulation,设置如图 1 所示计算条件;单击区域上方的红色X,删除Region_2,只保留一个区域。单击Region_1,设置成分为0.15C-99.85Fe (wt%);设置区域长度 (Diff. Length)为3mm, 总的格点数 (# of Grids)为 100;

  • 热处理的条件 (Thermal History) 设置为1173 K保温18000秒;

  • 单击Lower Boundary Condition(Region_1的左侧),选择“flux”,设置其值为 “J(C)=-8.25E-9*(a(C:Graphite[*])-0.64)/7e-006”;

  • 图 1所示的设置,将输出始、末端、以及100s、1000s和5000s时的成分曲线,单击OK开始计算。

计算后处理:

可获取的信息:

  • Fe-C二元体系中Fcc相的渗碳过程。下边界是输入是碳通量。如果碳在合金表面的通量一定,这种设置可以允许客户输入此通量;

  • 材料在1173K保温18000秒后,可以看到在几个选择时间的成分分布。碳由边界向体相中逐渐扩散。

图 1:  设置扩散模拟条件

图 2:  计算的1173K保温100s、1000s、5000s和18000s后的C成分分布