{"id":1538,"date":"2018-04-11T03:43:30","date_gmt":"2018-04-11T03:43:30","guid":{"rendered":"https:\/\/www.mcctcarbide.com\/the-miracle-of-phase-diagram-calculation\/"},"modified":"2020-05-04T13:31:40","modified_gmt":"2020-05-04T13:31:40","slug":"the-miracle-of-phase-diagram-calculation","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/the-miracle-of-phase-diagram-calculation\/","title":{"rendered":"Obliczanie cudu fazy"},"content":{"rendered":"<div class=\"vgblk-rw-wrapper limit-wrapper\">\n<p>Jak wszyscy wiemy, diagramy fazowe mo\u017cna testowa\u0107 eksperymentalnie. Jednak eksperymentalne diagramy fazowe wymagaj\u0105 du\u017cej si\u0142y roboczej i zasob\u00f3w materialnych. W warunkach wysokiej temperatury, wysokiego ci\u015bnienia i gaz\u00f3w korozyjnych bior\u0105cych udzia\u0142 w reakcji napotkaj\u0105 one r\u00f3wnie\u017c trudno\u015bci w kontrolowaniu sk\u0142adu, wyborze pojemnika i pomiarze w wysokiej temperaturze, a okre\u015blenie eksperymentu jest zawsze ograniczone, jednostronne, niezdolne do pe\u0142ne i kompleksowe zrozumienie schematu fazowego i w\u0142a\u015bciwo\u015bci termodynamicznych uk\u0142adu. Rysunek 1: Wykres fazowy Fe-C Nast\u0119pnie obliczenie schematu fazowego jest wygodnym rozwi\u0105zaniem. Obliczy\u0142 r\u00f3wnowag\u0119 fazow\u0105 uk\u0142adu za pomoc\u0105 zasad termodynamicznych i wykre\u015bli\u0142 diagram fazowy. Po wprowadzeniu oblicze\u0144 diagramu fazowego mo\u017cna eksperymentalnie zmierzy\u0107 tylko dane termodynamiczne niekt\u00f3rych kluczowych obszar\u00f3w i niekt\u00f3rych kluczowych faz diagramu fazowego systemu zoptymalizowa\u0107 parametry modelu energii swobodnej Gibbsa, a ca\u0142y schemat faz mo\u017cna ekstrapolowa\u0107, aby zbudowa\u0107 system. Kompletna termodynamiczna baza danych diagram\u00f3w fazowych. W rezultacie obci\u0105\u017cenie prac\u0105 zwi\u0105zan\u0105 z badaniem schematu fazowego jest znacznie zmniejszone i mo\u017cna unikn\u0105\u0107 mo\u017cliwych trudno\u015bci eksperymentalnych. M\u00f3wi\u0105c pro\u015bciej, obliczenia schematu fazowego mog\u0105 mie\u0107 6 wa\u017cnych zalet lub znacze\u0144 (1) Mo\u017cna go wykorzysta\u0107 do rozr\u00f3\u017cnienia faktycznej fazy dane wykres\u00f3w i same dane termochemiczne oraz ich sp\u00f3jno\u015b\u0107, aby dokona\u0107 rozs\u0105dnej oceny r\u00f3\u017cnych uzyskanych wynik\u00f3w eksperymentalnych oraz dostarczy\u0107 u\u017cytkownikom dok\u0142adnych i wiarygodnych informacji na temat diagramu fazowego; (2) Metastabiln\u0105 cz\u0119\u015b\u0107 diagramu fazowego mo\u017cna ekstrapolowa\u0107 i przewidzie\u0107 uzyska\u0107 metastabilny diagram fazowy; (3) Potrafi dokona\u0107 ekstrapolacji i przewidzie\u0107 diagramy wielofazowe, obliczy\u0107 bilans wielofazowy i zapewni\u0107 odniesienia do projektowania rzeczywistych materia\u0142\u00f3w i technologii przetwarzania; (4) Obliczaj\u0105c krzyw\u0105 energii swobodnej Gibbsa, mo\u017cna przewidzie\u0107 zakres komponentu bezfundowego przej\u015bcia fazowego; (5) Mo\u017ce dostarczy\u0107 wa\u017cnych informacji, takich jak wymagana si\u0142a nap\u0119dowa zmiany fazy i wymagana aktywno\u015b\u0107 do bada\u0144 kinetyki przej\u015bcia fazowego; (6) Wygodnie jest uzyska\u0107 r\u00f3\u017cne diagramy fazowe z r\u00f3\u017cnymi zmiennymi termodynamicznymi jako wsp\u00f3\u0142rz\u0119dne do badania i kontroli proces\u00f3w przygotowania materia\u0142\u00f3w i u\u017cytkowania w r\u00f3\u017cnych warunkach. Dlaczego wi\u0119c mo\u017cemy uzyska\u0107 schemat faz, obliczaj\u0105c diagram fazowy Istot\u0105 oblicze\u0144 diagramu fazowego jest ustalenie modeli termodynamicznych ka\u017cdej fazy zgodnie ze struktur\u0105 krystaliczn\u0105, porz\u0105dkiem magnetycznym i przej\u015bciem rz\u0119du chemicznego ka\u017cdej fazy w uk\u0142adzie docelowym oraz skonstruowanie wyra\u017cenia energii swobodnej Gibbs dla ka\u017cdej z nich faza z tych modeli. Na koniec diagram fazowy jest obliczany na podstawie warunk\u00f3w r\u00f3wnowagi. W\u015br\u00f3d nich, nieokre\u015blone parametry w ka\u017cdym modelu termodynamicznym faz uzyskuje si\u0119 na podstawie bilansu fazowego i danych w\u0142a\u015bciwo\u015bci termodynamicznych podanych w literaturze i zoptymalizowanych za pomoc\u0105 oprogramowania do obliczania schemat\u00f3w fazowych. Na podstawie uzyskanych parametr\u00f3w termodynamicznych uk\u0142ad\u00f3w niskosk\u0142adnikowych (zwykle uk\u0142ad\u00f3w binarnych i tr\u00f3jsk\u0142adnikowych), diagram fazowy i informacje termodynamiczne uk\u0142adu wielosk\u0142adnikowego mo\u017cna uzyska\u0107 przez ekstrapolacj\u0119 lub dodanie niewielkiej liczby parametr\u00f3w wielowymiarowych. Og\u00f3lnie kontrolujemy temperatur\u0119 , ci\u015bnienie i sk\u0142ad podczas przetwarzania materia\u0142u. Dlatego wybieramy energi\u0119 swobodn\u0105 Gibbsa jako funkcj\u0119 modelu w obliczeniach diagramu fazowego. W przypadku uk\u0142adu z pewnym materia\u0142em, ale wymiany energii ze \u015bwiatem zewn\u0119trznym (uk\u0142ad zamkni\u0119ty), proces sta\u0142ej temperatury i ci\u015bnienia jest zawsze w kierunku redukcji swobodnej energii Gibbsa, a ca\u0142kowita energia swobodna Gibbsa w systemie jest najni\u017csza w r\u00f3wnowadze. Pozycje chemiczne pierwiastk\u00f3w w fazach s\u0105 r\u00f3wne. Je\u015bli znamy krzyw\u0105 sk\u0142adu energii swobodnej we wszystkich temperaturach, mo\u017cemy obliczy\u0107 wykres fazowy, znajduj\u0105c minimaln\u0105 energi\u0119 chemiczn\u0105 lub r\u00f3wnowa\u017cny bit chemiczny w roztworze. Aby obliczy\u0107 wykres fazowy, musimy zna\u0107 metastabiln\u0105 cz\u0119\u015b\u0107 krzywej energii swobodnej , energia swobodna metastabilnej konfiguracji czystego elementu i metastabilny punkt przej\u015bcia fazowego. Proces optymalizacji i obliczania diagramu fazowego mo\u017cna po prostu podzieli\u0107 na pi\u0119\u0107 etap\u00f3w: (1) Gromadzenie i ocena danych eksperymentalnych. Celem oceny jest ocena dok\u0142adno\u015bci danych eksperymentalnych na podstawie metod eksperymentalnych zastosowanych przez autor\u00f3w oraz wybranie danych eksperymentalnych, kt\u00f3re s\u0105 zgodne z zasadami termodynamicznymi i s\u0105 stosunkowo bardziej rozs\u0105dne. (2) Wyb\u00f3r modelu energii swobodnej. Zgodnie ze struktur\u0105 fazy wybierany jest rozs\u0105dny model, kt\u00f3ry mo\u017cna zweryfikowa\u0107 poprzez ekstrapolacj\u0119 uk\u0142adu wielowymiarowego. (3) Wykorzystanie zmierzonych schemat\u00f3w faz i danych termochemicznych w celu optymalizacji nieokre\u015blonych parametr\u00f3w w wyra\u017ceniu energii swobodnej Gibbsa; nast\u0119pnie u\u017cyj odpowiedniego algorytmu i odpowiedniego programu komputerowego, aby obliczy\u0107 diagram fazowy na komputerze zgodnie z warunkami r\u00f3wnowagi fazowej. (4) Por\u00f3wnanie i analiza wynik\u00f3w oblicze\u0144 i danych eksperymentalnych. Je\u015bli mi\u0119dzy nimi wyst\u0119puje du\u017ca r\u00f3\u017cnica, dostosuj parametry do ustalenia lub ponownie wybierz model termodynamiczny, a nast\u0119pnie wykonaj obliczenia optymalizacyjne, a\u017c wyniki oblicze\u0144 b\u0119d\u0105 zgodne z wi\u0119kszo\u015bci\u0105 danych ze schematu faz i danych termochemicznych w zakresie b\u0142\u0119du eksperymentalnego. (5) Po optymalizacji wszystkie diagramy fazowe i dane termodynamiczne s\u0105 \u0142\u0105czone przez model termodynamiczny w sp\u00f3jn\u0105 ca\u0142o\u015b\u0107, a na koniec przechowywane w parametrze modelu w celu utworzenia termodynamicznej bazy danych diagram\u00f3w fazowych. Teraz istnieje zaawansowane oprogramowanie do obliczania diagram\u00f3w fazowych kt\u00f3re mog\u0105 wykonywa\u0107 obliczenia na diagramie fazowym. Oprogramowanie do obliczania diagram\u00f3w fazowych jest zasadniczo po\u0142\u0105czeniem modeli termodynamicznych i zasad obliczeniowych z wielkoskalowymi obliczeniami numerycznymi i pot\u0119\u017cnymi funkcjami komputerowymi. Mo\u017ce nie tylko wykonywa\u0107 obliczenia r\u00f3wnowagi wielowymiarowej i wielofazowej, ale tak\u017ce dawa\u0107 r\u00f3\u017cne formy stabilnych i metastabilnych diagram\u00f3w fazowych. Mo\u017cna uzyska\u0107 inne parametry \u015bci\u015ble zwi\u0105zane z przygotowaniem i u\u017cyciem materia\u0142u. G\u0142\u00f3wne funkcje i cechy powszechnie stosowanego oprogramowania do oblicze\u0144 termodynamicznych na schemacie fazowym (Thermo-Calc, Fact Sage, Pandat, Jmatpro) s\u0105 nast\u0119puj\u0105ce. Oto kr\u00f3tka lista ich odpowiednich cech1, oprogramowanie Thermo-Calc Oprogramowanie Thermo-Calc sta\u0142o si\u0119 kompletnym systemem danych, pot\u0119\u017cn\u0105 funkcj\u0105 i stosunkowo kompletnym systemem oblicze\u0144 strukturalnych. Jest to oprogramowanie do oblicze\u0144 termodynamicznych, kt\u00f3re cieszy si\u0119 dobr\u0105 opini\u0105 na \u015bwiecie. Oprogramowanie Thermo-Calc umo\u017cliwia obliczenia r\u00f3wnowagi faz (takie jak temperatura likwidusu i solidusa, sk\u0142ad i proporcja ka\u017cdej fazy itp.), Obliczenia schematu fazowego i obliczenia termodynamiczne. Dane termodynamiczne mo\u017cna r\u00f3wnie\u017c zestawia\u0107 w tabelach i oblicza\u0107. Funkcja termodynamiczna zmian reakcji i si\u0142y nap\u0119dowej, bilans fazowy systemu oceny chemicznej oraz przemiany fazowe oraz r\u00f3\u017cne diagramy faz s\u0105 rysowane przez automatyczny program do rysowania. 2, oprogramowanie Fact Sage Oprogramowanie Fact Sage jest kombinacj\u0105 ChemSage \/ SOLGA-SMIX dwa pakiety oprogramowania termochemicznego. Ma zalety bogatej zawarto\u015bci bazy danych, pot\u0119\u017cnych funkcji obliczeniowych i \u0142atwej obs\u0142ugi na platformie Windows. Opr\u00f3cz obliczania r\u00f3wnowagi wielofazowej, oprogramowanie Fact Sage mo\u017ce r\u00f3wnie\u017c oblicza\u0107 i rysowa\u0107 diagramy faz, mapy obszar\u00f3w dominuj\u0105cych, diagramy potencja\u0142u pH, termodynamiczne optymalizacja i przetwarzanie map. Aplikacje Fact Sage obejmuj\u0105 materia\u0142oznawstwo, pirometalurgi\u0119, hydrometalurgi\u0119, elektrometalurgi\u0119, korozj\u0119, przemys\u0142 szklarski, spalanie, ceramik\u0119, geologi\u0119 itd. Baza danych Fact Sage 5.5 zawiera: (1) Baza danych substancji czystych zawieraj\u0105ca 4,517 zwi\u0105zki; (2) Baza danych tlenk\u00f3w zawieraj\u0105ca 20 pierwiastk\u00f3w; (3) Dane dotycz\u0105ce stopionej soli zawieraj\u0105ce 20 kation\u00f3w i 8 anion\u00f3w (4) Kompleksowa baza danych zawieraj\u0105ca popularne uk\u0142ady stopowe, takie jak Pb, Sn, Fe, Cu, Zn itp. (5) Specyficzne bazy danych dla konkretnych proces\u00f3w przemys\u0142owych, takich jak elektrolityczne aluminium, przemys\u0142 papierniczy i krzem o wysokiej czysto\u015bci. Ponadto Fact Sage mo\u017ce r\u00f3wnie\u017c wykorzystywa\u0107 inne znane dane mi\u0119dzynarodowe baz, takich jak SGTE, i zapewniaj\u0105 u\u017cytkownikom mo\u017cliwo\u015b\u0107 tworzenia prywatnych baz danych. 3, oprogramowanie Pandat Najwi\u0119ksz\u0105 zalet\u0105 pakietu Pandat jest to, \u017ce nawet je\u015bli funkcja darmowej energii ma wiele najni\u017cszych punkt\u00f3w w okre\u015blonym zakresie komponent\u00f3w, u\u017cytkownicy, kt\u00f3rzy nie maj\u0105 wiedza specjalistyczna w zakresie obliczania diagram\u00f3w fazowych i umiej\u0119tno\u015bci obliczeniowe mog\u0105 obej\u015b\u0107 si\u0119 bez ustawiania warto\u015bci pocz\u0105tkowych. Korzystaj\u0105c z oprogramowania Pandat, mo\u017ce on r\u00f3wnie\u017c automatycznie wyszukiwa\u0107 stabiln\u0105 r\u00f3wnowag\u0119 wielofazowych system\u00f3w wielofazowych. G\u0142\u00f3wne funkcje oprogramowania Pandat obejmuj\u0105 obliczenia, edycj\u0119 i funkcje zaawansowane. Funkcja obliczeniowa obejmuje g\u0142\u00f3wnie: (1) Obliczanie diagramu fazowego: Obliczanie diagram\u00f3w fazowych binarnych, tr\u00f3jsk\u0142adnikowych i wielosk\u0142adnikowych fazowych (sekcja izotermiczna, sekcja r\u00f3wnowa\u017cna, sekcja zdefiniowana przez u\u017cytkownika); (2) Obliczanie likwidus: likwidus (temperatura topnienia ) i pierwotn\u0105 faz\u0119 wytr\u0105con\u0105 mo\u017cna obliczy\u0107 automatycznie i mo\u017cna narysowa\u0107 izoterm\u0119. (3) Obliczanie krzepni\u0119cia: Informacje wyj\u015bciowe obejmuj\u0105 krzyw\u0105 frakcji sta\u0142ej, g\u0119sto\u015bci, ciep\u0142a w\u0142a\u015bciwego, entalpii itp. w funkcji temperatury; (4) Optymalizacja diagramu fazowego: s\u0142u\u017cy do oceny szeregu diagram\u00f3w fazowych i danych termochemicznych oraz do uzyskania parametr\u00f3w modelu termodynamicznego, kt\u00f3rymi mo\u017cna manipulowa\u0107 w interfejsie Windows w celu optymalizacji diagram\u00f3w fazowych. G\u0142\u00f3wne cechy oprogramowania Pandat to: przyjazny interfejs obs\u0142ugi, \u0142atwy do nauczenia si\u0119 I u\u017cy\u0107; stabilny i wiarygodny wynik oblicze\u0144; nie ma potrzeby wprowadzania warto\u015bci pocz\u0105tkowej i szacunkowej przez u\u017cytkownika; oprogramowanie automatycznie znajduje punkty r\u00f3wnowagi; obs\u0142uguje baz\u0119 danych zdefiniowan\u0105 przez u\u017cytkownika i oblicza dla r\u00f3\u017cnych schemat\u00f3w faz i termodynamiki. Zapewnia pot\u0119\u017cn\u0105 platform\u0119 obliczeniow\u0105. Rysunek 2: Komponenty oprogramowania PanGUI4, Jmatpro JMatPro opiera si\u0119 na mocnych i stabilnych modelach termodynamicznych i danych termodynamicznych jako podstawowej technologii i obliczeniach. Wszystkie modele fizyczne zosta\u0142y szeroko zatwierdzone, aby zapewni\u0107 dok\u0142adno\u015b\u0107 oblicze\u0144 wydajno\u015bci materia\u0142\u00f3w. Szybko\u015b\u0107 oblicze\u0144 JMatPro jest bardzo szybka, zwykle mo\u017cna j\u0105 zako\u0144czy\u0107 w ci\u0105gu jednej minuty. Najbardziej bezpo\u015bredni\u0105 zalet\u0105 szybkich oblicze\u0144 jest to, \u017ce u\u017cytkownicy mog\u0105 szybko eksperymentowa\u0107 z w\u0142asnymi formu\u0142ami materia\u0142owymi i wykonywa\u0107 \u017c\u0105dane obliczenia na w\u0142asnym komputerze. G\u0142\u00f3wne cechy to: (1) Stabilne i metastabilne obliczenia schematu fazowego. U\u017cytkownik mo\u017ce obliczy\u0107 p\u0142aszczyzny komponent\u00f3w, takie jak diagramy fazowe uk\u0142ad\u00f3w wielu stop\u00f3w, a tak\u017ce mo\u017ce obliczy\u0107 diagramy fazowe stop\u00f3w wielosk\u0142adnikowych, kt\u00f3re zmieniaj\u0105 si\u0119 wraz z temperatur\u0105 lub zmieniaj\u0105 si\u0119 w zale\u017cno\u015bci od sk\u0142adu. (2) Obliczanie w\u0142a\u015bciwo\u015bci fizycznych - stosowane do symulacji CAE materia\u0142u. Mo\u017cna obliczy\u0107 zale\u017cno\u015b\u0107 mi\u0119dzy w\u0142a\u015bciwo\u015bciami materia\u0142u a temperatur\u0105. Dane dotycz\u0105ce wydajno\u015bci dla ka\u017cdej fazy stopu mo\u017cna r\u00f3wnie\u017c obliczy\u0107 jednocze\u015bnie, a tak\u017ce obliczy\u0107 wykres fazowy w procesie krzepni\u0119cia. (3) W\u0142a\u015bciwo\u015bci mechaniczne. W\u0142a\u015bciwo\u015bci mechaniczne materia\u0142u mo\u017cna obliczy\u0107 w temperaturze pokojowej i warunkach wysokiej temperatury. (4) Obliczanie zmiany fazy: transformacja martenzytyczna, cykl cieplny spawania stali i obliczenia walcowania na gor\u0105co z wieloma przej\u015bciami, krzywa TTT \/ CCT itp.<br \/>\n\u0179r\u00f3d\u0142o: Carbide Meeyou<\/p>\n<\/div>\n<p><!-- .vgblk-rw-wrapper --><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>As we all know, phase diagrams can be tested experimentally. However, experimental phase diagrams require a lot of manpower and material resources. Under the conditions of high temperature, high pressure, and corrosive gases involved in the reaction, they will also face difficulties in composition control, container selection, and high temperature measurement, and the experimental determination&#8230;<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":1539,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[92],"tags":[],"class_list":["post-1538","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-cutting-tools-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1538","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1538"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1538\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1538"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1538"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1538"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}