《熱力學、動力學計算技術在鋼鐵材料研究中的應用》以作者長期在鋼鐵材料研發(fā)工作中積累的有關材料熱力學、動力學方法的成功應用經驗為基礎，結合國內外最新研究進展，系統(tǒng)介紹了CALPHAD相圖計算方法和熱力學原理，以及各種材料熱力學、動力學計算軟件及相應的數(shù)據(jù)庫，并以最流行的Thermo-Calc/DICTRA軟件系統(tǒng)為例，重點討論了如何利用這類方法和軟件計算材料的一些基本熱力學、動力學性質，最后介紹了運用該方法解決鋼鐵材料研究、生產中實際應用問題的系統(tǒng)案例�！稛崃W、動力學計算技術在鋼鐵材料研究中的應用》適合從事鋼鐵材料研發(fā)、生產的科技人員和工程技術人員閱讀使用，也可作為大專院校相關專業(yè)師生的教學參考用書。
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本書以作者長期在鋼鐵材料研發(fā)工作中積累的有關材料熱力學、動力學方法的成功應用經驗為基礎, 結合國內外最新研究進展, 系統(tǒng)介紹了CALPHAD相圖計算方法和熱力學原理, 以及各種材料熱力學、動力學計算軟件及相應的數(shù)據(jù)庫, 并以最流行的Thermo—Calc／DICTRA軟件系統(tǒng)為例, 重點討論了如何利用這類方法和軟件計算材料的一些基本熱力學、動力學性質, 最后介紹了運用該方法解決鋼鐵材料研究、生產中實際應用問題的系統(tǒng)案例。
第1 章 緒 論
數(shù)千年來， 人類歷史上新材料的研究與開發(fā)一直沿用了試錯法（ trial anderror） 的模式， 經過反復、大量的實驗摸索， 才能探索到一種更好的材料成分與工藝。材料研究者和工藝師一直渴望達到這樣的自由境界： 能夠從設計的材料組成和工藝來預知其組織性能， 或根據(jù)性能要求來設計其組成和工藝。因此， 探知材料的組成、工藝與微觀結構， 乃至宏觀性能之間的關系， 一直是新材料研究所關注的焦點和難題。
過去的幾十年里， 計算模擬技術的日益成熟對材料設計產生了革命性的影響。各種熱力學和動力學模型的組合， 使得預測材料加工過程中的成分、結構及性質成為可能。材料熱力學、動力學、溫度-應變場分析以及由此發(fā)展起來組織模擬、工藝模擬、計算機輔助合金設計及性能預報技術， 在先進材料研發(fā)和生產工藝研究中的地位日益重要。
針對多元多相體系， 將各元素、組元、相的熱力學平衡信息以及材料加工過程中的相變動力學（以及化學反應、表面反應、形核、熟化、流體流動性等） 信息整合在一個軟件系統(tǒng)中， 這就是材料熱力學、動力學模擬系統(tǒng)。它們可以為許多不同的領域提供準確的計算服務， 如冶金、鋼鐵/合金、陶瓷、高分子、化工、燃燒、溶液化學、地球化學甚至宇宙化學等�？梢酝瑫r考慮的組分或相平衡可多達十幾乃至幾十種。這類方法最重要的特性之一就是提供了一種較之實驗方法更為快捷的手段， 使我們能夠在不同外部和內部因素影響下研究熱力學平衡以及動力學過程。這不僅可以大大簡化實驗研究工作、縮短研究時間、節(jié)約研究經費、縮短新產品開發(fā)周期， 并且可以模擬極端條件下實際無法進行的實驗， 有力地促進原始創(chuàng)新和集成創(chuàng)新活動。
對于鋼鐵材料而言， 材料熱力學、動力學模擬的意義尤為重大。因為鋼鐵是產量最大、應用面最廣的材料， 其組成元素較多， 生產工藝復雜， 其中每一個環(huán)節(jié)的變化都對后續(xù)的工藝乃至最終產品的性能產生顯著的影響。以前， 鋼鐵材料的發(fā)展很大程度上依賴于工程師的知識和經驗， 具有很大局限性。隨著近年來研究工作不斷深入， 物理冶金方面的研究取得了巨大進展， 已經能夠相當準確地把握鋼鐵材料內部發(fā)生的冶金現(xiàn)象。因此， 鋼鐵冶金工業(yè)已經成為材料熱力學、動力學模擬應用最為成功的領域之一。
這種方法上的巨大變化如圖1-1 所示。通過熱力學、動力學計算， 把握材料中每一個關鍵相的產生、演變過程， 了解材料使用狀態(tài)的
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