【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相演化的高效调控，从而优化材料性能，为苛刻服役环境下长周期运行的不锈钢/合金部件的寿命预测和安全风险评价提供理论基础和数据支持。
2、为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法。
4、钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法，包括以下步骤：
5、获取钢
6、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：
7、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；
8、使用经典成核理论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，使用gibbs-thomson关系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。
9、本专利技术第二方面提供了钢铁/合金中析出相演变过程模拟系统。
10、钢铁/合金中析出相演变过程模拟系统，包括：
11、参数提取模块，被配置为：获取钢铁/合金平衡相析出物化学元素组成与含量，提取其中主要组成元素的扩散系数与晶界界面能；
12、kwn模型模拟模块，被配置为：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：
13、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；
14、使用经典成核理论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，使用gibbs-thomson关系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。
15、本专利技术第三方面提供了计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面所述的钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法中的步骤。
16、本专利技术第四方面提供了电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术第一方面所述的钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法中的步骤。
17、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
18、本专利技术提出了一种能够准确定量描述钢铁/合金中析出相演变过程的模型，不仅很好地解决了长周期物理实验问题，还能准确预测材料成分演变与析出相演化过程，具有普适性，揭示材料微观组织结构和缺陷的演化机制，建立其与宏观性能联系，为建立基于微观组织结构和缺陷的演化机制的本来理论模型奠定基础，该模型所涉及参数具有明确物理意义且无可调节参数或拟合参数，为材料性能调控和结构完整性评估提供技术支撑。
19、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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-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，并限制粒子数密度的预测误差。
6.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，颗粒随时间变化的公式为：
7.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，还包括：
8.钢铁/合金中析出相演变过程模拟系统，其特征在于：包括：
9.计算机可读存
10.电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的钢铁/合金中析出相演变过程模拟方法中的步骤。
...【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，...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。