钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法及系统，涉及钢铁/合金中析出相演变技术领域。包括将平衡状态析出相组成和扩散系数与界面能输入KWN模型中：将连续时间离散为时间步，将析出相颗粒的连续尺寸离散为多个尺寸级别；计算每个时间步中新粒子的数量，采用球形生长形态来计算不同尺寸类别之间的粒子交换，更新尺寸级别，计算每个尺寸类别和每个时间步改变后的界面组成，迭代直至达到设定时间，模拟析出相颗粒形核、成长与粗化演变过程，得到数值模拟结果。本发明专利技术能够模拟不锈钢与合金体系中析出相颗粒形核、成长与粗化同时演变的过程，实现不同化学元素含量对材料析出相演化的高效调控，从而优化材料性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢铁/合金中析出相演变，尤其涉及钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法及系统。

技术介绍

1、当钢铁/合金材料在服役过程中受辐照、应力、温度、冷却介质等因素影响会产生析出相，析出相会改变材料中化学元素分布，影响材料力学性能、加工性能及耐腐蚀性能等，且往往是裂纹萌生的位置，从而影响结构寿命和完整性。

2、常规物理实验受实验时间限制，无法推测长时间范围(40-60年或更长时间)内析出相演变，且合金成分、暴露温度、时间以及加工历史等许多变量会影响材料中析出相的稳定性。专利技术人发现，物理实验方法不仅成本高、周期长，且难以准确反映长周期材料变形、失效的物理机制。已有基于经验公式的唯象模型在难以准确预测裂纹萌生的位置，揭示材料失效的物理机制，在预测材料长时寿命时可靠性会下降，且不同材料间普适性不足。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法及系统，能够模拟不锈钢与合金体系中析出相颗粒形核、成长与粗化同时演变的过程，实现不同化学元素含量对材料析出本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法，其特征在于，在KWN模型中：

3.如权利要求2所述的钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法，其特征在于，所述步骤三中，使用均场近似，在每个时间步中计算由于析出物形成或溶解而导致的基体溶质水平的变化。

4.如权利要求2所述的钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法，其特征在于，临界半径计算公式为：

5.如权利要求2所述的钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法，其特征在于，在计算形核率与颗粒增长/收缩率时，使用自适应时间步长的三阶龙格...

【技术特征摘要】

1.钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法，其特征在于，在kwn模型中：

3.如权利要求2所述的钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法，其特征在于，所述步骤三中，使用均场近似，在每个时间步中计算由于析出物形成或溶解而导致的基体溶质水平的变化。

4.如权利要求2所述的钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法，其特征在于，临界半径计算公式为：

5.如权利要求2所述的钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法，其特征在于，在计算形核率与颗粒增长/收缩率时，使用自适应时间步长的三阶龙格-库塔方法来更新析出物颗粒尺寸分布，优化时间步长以限制半径变化的误差，...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊清蓉，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：