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1、扩散模拟软件扩散模拟软件 DICTRADICTRADICTRADICTRA 是一个专门用于模拟多元合金扩散型相变的通用软件包。是一个专门用于模拟多元合金扩散型相变的通用软件包。 DICTRA 软件建立在对多组元扩 散方程数值求解的基础上，其与 Thermo-Calc 软件配合使用， Thermo-Calc 用来处理必要的热 力学计算。扩散模拟是基于储存于数据库内的已经评估的热 / 动力学数据数据。利用必要的热 / 动力学数据， DICTRA 可同时模拟包含 10 种元素以上合金的扩散过程。在开发 DICTRA 过程中， 重点放在把基本算法与关键的热 / 动力学数据联系起来，从而使计算模拟更能接
2、近于真实条件而 发挥模拟的重要作用。 扩散模拟可应用于一维空间和三种不同的几何形状：圆柱，球形和平面， 利用这些条件可以模拟许多您感兴趣的扩散现象。例如，圆柱几何模型可以用于模拟管道中的扩 散以及杆状析出物的溶解。 灵活方便的灵活方便的 、 带有强大专用模块的用户界面带有强大专用模块的用户界面 DICTRA 开发了许多专业模块来完成 一些特殊的 功能，如数据读取、计算、后处理等。 用户界面包括 一个 可键入命 令的命令行界面 ，其中 所有命令都可采用缩写形式键入。使用宏文件可以保存复杂的 输入 命令序列， 该宏文件可以修 改、保存并 重复 使用 。 应用实例应用实例 ： 合金均匀化 钢的渗碳和
3、脱碳 钢的渗氮 钢中碳氮共渗 钢中奥氏体/铁素体相变 合金钢中的珠光体长大 析出相的长大或溶解凝固时的微观偏析 合金的 TLP 键合 硬质合金的烧结 高温合金的渗碳 复合物中的互扩散，例如涂层 沉淀相粒子的粗化 微观偏析微观偏析 碳化物的溶解碳化物的溶解 复合物间的互扩散复合物间的互扩散 方法和数据方法和数据 DICTRA 模拟时，求解多元扩散方程组： 整个来说，求解上述扩散方程需有 (n-1) (n-1) 个与温度和浓度相关的扩散系数矩阵。扩散 系数矩阵可由迁移率数据 库和热力学数据库的参数来计算。 在 DICTRA 中使用的热力学数据库与 Thermo - Calc 相同。 通过与热力学数
4、据库相同的创建方法，可以创 建迁移率数据库。 通过此数据库可从文献资料中选择 和收集实验数据， 进而优化迁移率数据库模型中的参 数以便对实验数据进行合理的解释，然后将优化得到的 参数保存在迁移率数据库中。 DICTRA 有一个迁移率数 据的优化模块 PARROT 。 使用此模块，用户可以扩展 现有的数据库和创建自己的数据库。 使用迁移率数据 库，可以计算示踪物扩散、自扩散，禀性扩散和互扩散 系数。 DICTRA 可以准确模拟多组元体系的扩散过程，如上坡 扩散等。 右图是用 DICTRA 模拟 Darken 实验中两块 连接在一 起的碳含量相同但硅含量不同的合金钢的扩 散过程。 左边合金钢中高的硅含量会增大碳的活度， 从而促使碳由左向 右扩散，从右图可以看出在硅含量 梯度处出现了碳含量的跃变。 DICTRA 和 Thermo-Calc 的耦合，为通过计算热力学和相平 衡准确模拟多元体系的扩散提供了有效的模拟计算方法： 如模拟分散体系的扩散，此时的析出相充当了扩散的源头和 扩散元素的终点。 左图是模拟 Ni-25Cr 合金的渗碳实例。 碳的扩散促使合金析出了 M 3 C 2 和 M 7 C 3 碳化物，而 此浓度分布图显示的结果并非求解普通的误差函数所能够得 到的。 软件灵活的后处理功能可以让用户自定义图标中坐标轴变量， 如浓度、距离、时间、活度、化学势以及用户自定义函数等。
