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:
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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 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;
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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;
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热处理的条件 (Thermal History) 设置为1273 K保温2E5秒;
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单击“Select Phase”,将Fcc相设置为entered相;
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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”;
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在“Geometry”选项下选择“cylindrical”,来设置管状几何体,将“Inner Radius”设置为20 mm。
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如图 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:
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计算结果如图 2; 设置纵坐标从0到1.4 (wt%)的成分区域来详细展示碳成分的变化。修改图形外观: 参见Pandat 用户手册: 属性; 添加图例和文字: 参见Pandat 用户手册: 图形工具常用快捷按钮。
可获取的信息:
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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;
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观察到由内表面(高活度)向管中的渗碳过程