金属加工模块

金属相变

金属相变 接口用于研究钢等材料在加热或冷却过程中发生的冶金相变，其中金相 特征可用来定义初始相分数和材料属性；相变 特征可用来定义源相、目标相和相变模型。

本模块提供三种类型的相变模型用于分析扩散控制的相变，例如奥氏体分解成铁素体时的相变情况：Leblond–Devaux、Johnson–Mehl–Avrami–Kolmogorov (JMAK) 和 Kirkaldy–Venugopalan。此外，还提供 Koistinen–Marburger 模型用于模拟位移（无扩散）马氏体相变。

用户可以使用 TTT 图数据等来定义这些相变模型，不仅可以为每个模型单独定义相变数据，还可以选择从 JMatPro^® 软件导入数据。

除了对钢的相变进行建模以外，用户也可以对常用于增材制造的钛合金等金属进行建模，而且还能自由定义自己的相变模型。

奥氏体分解

奥氏体分解 接口是金属相变 接口的专用版本，用于模拟钢从奥氏体状态快速冷却过程中的奥氏体分解现象，其中自动包含金相（奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体），同时考虑淬火过程中可能发生的相变情况。

渗碳

渗碳 接口是用于模拟热处理过程中的渗碳过程的工具，用户可以在其中定义周围环境中的碳浓度，指定碳在表面上的传输方式，并定义碳在零件内的扩散方式。

校准相变模型

用户在自定义相变模型时，常常需要对给定的相变进行实验校准。为了方便根据实验数据进行校准，用户可以计算常见的相变图，例如连续冷却转变（CCT）图和时间-温度转变（TTT）图。请注意，根据 TTT 数据进行校准时需要使用优化模块。

相变传热

相变传热 多物理场接口可用于模拟热负载过程中的冶金相变。“金属加工模块”采用完整的热方程进行分析，可以对传热进行建模，软件会自动建立多物理场耦合来分析潜热效应。导热系数、密度和比热容可以与温度相关，甚至还可以根据当前相组成的不同而变化。举例来说，奥氏体和铁素体具有不同的导热系数，而复合材料的导热系数也会随着相分数的变化而发生改变。

钢淬火

本模块提供了预定义的钢淬火 多物理场接口，可用于自动设置钢淬火仿真。其中整合了奥氏体分解 接口以及固体力学 和固体传热 接口，并自动建立多物理场耦合，能够准确分析各个金相的相变应变和潜热。

与“非线性结构材料模块”结合使用时，“金属加工模块”可以详细计算淬火过程中的应力和应变，其中包含各个金相的塑性应变，并提供塑性恢复选项和非线性加权方案，可用于对复合材料的有效初始屈服应力进行建模。利用体积参考温度和热膨胀系数，还能计算各相的热应变张量。此外，当材料的非弹性应变源自低于屈服应力的应力，并且不会引起经典塑性意义上的塑性流动时，还可以分析相变诱导塑性（TRIP）效应。

相和复合材料属性

金属相变 和奥氏体分解 接口可以根据各个金相的材料属性来计算有效材料属性。这些有效属性可以直接在其他接口中使用，例如固体传热 和固体力学 接口。用户不仅可以为每个金相单独定义材料属性，也可以选择从 JMatPro^® 软件导入这些属性。

除了对钢的相变建模以外，软件还支持对常用于增材制造的钛合金等金属进行建模，并支持自定义相变模型，实现个性化的建模需求。