扩散模拟软件DICTRA

1、扩散模拟软件DICTRADICTRA软件建立在对多组元扩DICTRA是一个专门用于模拟多元合金扩散型相变的通用软件包。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

2、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、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： 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 沉淀相粒子的粗化合金均匀化,钢的渗碳和脱碳,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微观偏析碳化物的溶解复

3、合物间的互扩散方法和数据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)x(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。10Q而i二口DikirmfmnilAlter13daya!T-1323K3孔皿拿KA0,Q5A8-43aQQQ'X302520toQaQ0G0510i520P臼法中业rftn*的就席"dmMBqnaartz凶al.渡IH看rnEhD在DICTRA中使用的热力学数据库与Thermo-Calc相同。通过与热力学数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

4、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M3C2和M7C3碳化物，而此浓度分布图显示的结果并非