JMatPro镍铁基超合金模块介绍

03200功滋讨科2021年第3期(2)卷文章编号：10019731(2021)03-03200-06利用JMatPro软件进行合金覆层成分设计及回火工艺制定周立华（成都理工大学工程技术学院，四川乐山614000）摘要：利用JMatPro软件对合金覆层进行计算，模拟分析了不同回火状态下合金覆层内部相组成成分的变化情况与碳化物颗粒的析出情况，预测了合金覆层的相关性能；采用微束等离子熔覆加工方法，在H13钢基体上熔覆制备了合金覆层，研究分析了合金覆层回火前后的组织形态、物相组成、元素分布和显微硬度变化。

结果表明,对合金覆层进行200°C回火2h,合金覆层内部组织结构、物相组成与回火前相比无明显变化，显微硬度也无明显变化（463Hv0.1）；经400°C回火2h后，合金覆层组织内部开始有少量MC型特殊碳化物析出，晶界周围逐渐呈现不连续的网状分布，一定程度上提升了覆层的显微硬度（512Hv01）；经600°C回火2h后，合金覆层组织内部析出大量MC、M2C型特殊碳化物，之前不连续的网状分布发展为连续、密集的蛛网状分布，合金覆层内部整体呈现出更为细小、均匀的组织形态，覆层硬度提升约25.88%，达到569Hv0.1.关键词：JMatPro软件；微束等离子熔覆；回火；显微硬度中图分类号：TG142.1文献标识码:A DOI：10.3969/.issn.10019731.2021.03.0310引言微束等离子熔覆加工技术是表面工程中应用广泛的核心技术之一，该技术可以在钢铁零部件的表面熔覆一层性能优异的合金涂层，对基体材料进行表面强化和保护，从而提高基体材料的使用寿命或修复破损部位以恢复使用功能，与目前我国提出的节约资源、建立环境友好型社会的目标一致，受到了相关科技工作者的广泛关注［］。

比如，通过Mo/W的固溶强化作用抑制Fe的自扩散来提高其再结晶温度⑵；通过固溶强化与碳化物的弥散强化来实现合金材料热强性的提升［］;通过V元素形成的细小且长期稳定的碳/氮化物沉淀与弥散强化，来提高合金材料的热强性和蠕变性⑷；通过Cr元素的加入（注意Cr含量在大于12%时会导致5铁素体的形成，从而削弱耐热钢的蠕变强度）来提升耐热钢的耐腐蚀性及高温抗氧化腐蚀性等［］。

jmatpro凝固板块介绍摘要：一、JMATPRO 简介二、凝固板块功能三、凝固板块应用领域四、凝固板块优势五、结语正文：一、JMATPRO 简介JMATPRO 是一款专业的材料性能分析软件，广泛应用于材料研究、开发和制造领域。

该软件集成了多种材料模拟和分析功能，能够为用户提供全方位的材料性能预测和优化方案。

凭借其强大的功能和易用的操作界面，JMATPRO 已经成为材料工程师和科研人员的得力助手。

二、凝固板块功能凝固板块是JMATPRO 中的一个重要模块，主要负责对材料在凝固过程中的性能进行模拟和分析。

凝固板块的功能包括：1.模拟材料的凝固过程，预测材料的凝固组织和性能。

2.分析材料在凝固过程中的热应力、热变形和相变行为。

3.优化材料的凝固工艺，提高材料的性能和生产效率。

三、凝固板块应用领域凝固板块在以下领域有着广泛的应用：1.金属材料：钢铁、铝合金、铜合金等金属材料的凝固过程模拟和分析。

2.无机非金属材料：陶瓷、玻璃等无机非金属材料的凝固过程模拟和分析。

3.复合材料：金属基复合材料、陶瓷基复合材料等复合材料的凝固过程模拟和分析。

四、凝固板块优势凝固板块在材料凝固过程模拟和分析方面具有以下优势：1.高精度：基于先进的数值方法和算法，凝固板块能够提供高精度的材料凝固过程模拟和分析结果。

2.易用性：凝固板块操作界面友好，用户无需具备深厚的专业知识即可轻松上手。

3.高效性：凝固板块能够快速处理大量数据，缩短材料研究和开发周期。

4.多功能：凝固板块集成了多种材料模拟和分析功能，能够满足不同用户的需求。

五、结语JMATPRO 的凝固板块为材料研究人员和工程师提供了一个强大的工具，能够帮助他们深入了解材料在凝固过程中的性能变化，进而优化材料设计和生产工艺。

金属材料相图及物理性能计算软件JMatPro V8.0JMatPro包含的合金类型JMatPro软件包含一系列宽范围的合金类型，目前可以计算的合金类型包含铝合金、镁合金、铸铁、不锈钢、高中低合金钢、钴合金、镍基合金、镍铁基合金、镍基单晶超合金、钛合金、锆合金、焊料合金（锡焊）、铜合金；JMatPro 的主要特点独一无二性可以毫不夸张的说，JMatPro是金属材料性能计算方面的独一无二的软件。

在美国能源部的National Energy Technology Laboratory决定采用此软件时，软件采购负责人R. Mohn 写到：“This purchase order is being issued to Sente Software Inc because there is no alternative since they are the manufacturer of JMatPro and, as such, is the only source of this software. No other vendor can supply this software. This software is the only reliable, commercially available software available to make calculations for stable and metastable phase equibria; solidification behavior and properties; thermo-physical and physical properties; phase transformations; chemical properties; and mechanical properties for number of nickel-based and iron-based superalloys…”快速和正确的计算能力JMatPro是以强大而稳定的热力学模型、热力学数据为核心技术和计算基础的，所有物理模型的建立都经过了广泛的验证，以确保材料性能计算的准确性。

JmatPro软件应用简介JMatPro是英国Thermotech公司开发的,一款功能强大的材料性能模拟软件，可以用来计算金属材料的多种性能。

它是一个基于材料类型的软件，不同的材料类型有不同的模块。

JMatPro 特别针对工业用合金如镍基超合金、钢铁（如不锈钢，高强低合金钢，铸铁）、铝合金、镁合金和钛合金等，计算各种各样的材料性能。

简单而直觉式的图形用户界面设计，任何工程师或者研究人员都非常容易使用。

JMatPro功能介绍1. 稳态和亚稳态的相平衡计算1.1 随温度变化的相图计算（单相元素组成、元素在各相中的分布、固定温度下的相组成、各元素平均自由能、粒子活性、热容、焓、吉布斯自由能和熵）1.2 随成分变化的相图计算1.3 铝合金亚稳态相图计算（GP相）2. 凝固性能计算——用于铸造模拟可进行以下计算：固相分数液相分数摩尔体积体积变化热膨胀系数导热率电阻率导电率杨氏模量体积模量剪切模量泊松比液体粘性液体扩散性焓比热潜热3. 热物理及物理性能计算3.1 普通性能计算3.2 扩充性能计算（线性膨胀）3.3 动力学相模拟计算3.4 Gamma/Gamma' 错配——晶格常数、晶格失配3.5 堆垛层错能计算4. 机械性能计算4.1 强度与硬度4.2 应力-应变曲线4.3 高温强度（高温状态下的应力-应变曲线）4.4 蠕变计算4.5 端淬性5. 相转变——金属热处理设计5.1 TTT 曲线5.2 CCT 曲线5.3 铝合金等温转变曲线5.4 合金能量转变5.5 普通钢淬火性能（屈服强度、抗拉强度、硬度、淬火过程中的相变）5.6 马氏体转变5.7 晶粒长大5.8 连续冷却模拟6. 不锈钢抗孔蚀性7. 实用功能转换功能、马氏体转变与硬度和应力—应变曲线8. 各种合金模块可计算性能[编辑本段]JMatPro突出特点与相关运用1. 应用范围：能为许多材料成型CAE软件提供性能参数（如Procast、Dvnaform、Deform等）能辅助科研人员进行合金设计辅助科研人员进行材料加工工艺设计（如铸造、锻造、挤压等）辅助科研人员进行热处理与焊接工艺设计预测材料各种性能，从而可以大量节省项目时间和实验费用可为金相测试与计算、热力学计算等基础研究提供参考2. 软件特点快速而准确的计算能力值得信赖的预测能力操作界面简单、明了强大的资料管理及存储性能。

镍铁高导磁合金镍铁高导磁合金是一种铁基可以在强磁场下实现高导磁率的合金材料。

它的主要成分为镍、铁和少量的铜和铬。

该合金特性稳定，机械性能好，无热膨胀现象，所以广泛应用于电子、计算机、航天、军工等领域。

1.合金的制备首先，将纯的镍和铁按一定比例混合，并加入铜和铬，然后在一定的温度范围内进行高温烧结，使其形成单一的无定形合金状态。

接着在二次加工过程中，通过精密折弯、轧制、拉拔等多道工艺，使之形成具有高导磁性的晶体结构。

2.合金的特性镍铁高导磁合金具有非常高的导磁率和低的磁滞损耗。

何为导磁率？这是介绍材料磁化强度的物理量之一，数值越大，磁场引起的磁通量变化越小。

而磁滞损耗则是指磁场在磁性物质的内部反复变化时，磁能的损耗。

低磁滞损耗是指合金拥有优越的磁性响应速度，可以充分发挥其高导磁性。

3.应用镍铁高导磁合金在电子领域有着广泛的应用，特别是在计算机存储器、通信、传感器等方面，其高导磁率可以提高硬盘读写速度，提升通信质量，精确定位等。

此外，该合金从性能、价格和利用方面相对其他材料具有优势，且有较好的抗腐蚀性和可加工性，所以在航天、军工等领域也有着广泛的应用。

4.合金的前景镍铁高导磁合金由于其优越的物理特性，在电子领域得到了广泛的应用，而随着新材料的发展和多元化需求的提高，镍铁高导磁合金也面临着更多新的发展机会。

例如，以人工智能为代表的智能制造、智能机器人等新技术的兴起，对于镍铁高导磁合金的需求与日俱增，同时还涉及到了新能源电力系统，磁悬浮列车等领域的研究。

以此来看，镍铁高导磁合金的前景是十分广阔的。

总之，镍铁高导磁合金具有优良的导磁特性，在电子、航天、军工等多个领域中得到广泛的应用。

随着科学技术的不断提升，对于这一合金的需求还将不断增加，这也为它的未来发展提供了更为广阔的前景。