固定环境碳活度的管状渗碳模拟

目的: 学习恒温下材料渗碳过程的扩散模拟,内、外表面均具有一定的环境活度

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_#4.8.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,选择所有组元: 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0.05C-98.65Fe-1.3Si (wt%);设置区域长度 (Diff. Length)为10mm, 总的格点数 (# of Grids)为100;

  • 热处理的条件 (Thermal History) 设置为1273 K保温2E5秒;

  • 单击“Select Phase”,将Fcc相设置为entered相;

  • 单击Upper Boundary Condition,选择“activity”,然后设置Region_1右侧的活度为“a(C:graphite[*])=1E-5”。 单击Lower Boundary Condition,选择“activity” ,然后设置Region_1左侧的活度为“a(C:graphite[*])=0.9”;

  • 在“Geometry”选项下选择“cylindrical”,来设置管状几何体,将“Inner Radius”设置为20 mm。

  • 图 1所示的设置,将输出初始、结束、以及1E4s时的成分曲线,单击OK开始计算。

计算后处理:

可获取的信息:

  • 学习设置管状几何体的边界条件,内、外表面具有确定的活度;

  • 观察到由内表面(高活度)向管中的渗碳过程

图 1:  设置扩散模拟条件

图 2:  计算的1273K保温1E4s 和 2E5s 后的C成分分布