合金平衡相圖的數(shù)字化處理

討論了合金相圖信息的存儲、處理，用VB 6.0編程工具作為系統(tǒng)開發(fā)平臺，建立了合金平衡相圖的數(shù)字化處理系統(tǒng)軟件。該系統(tǒng)軟件用于合金平衡相圖中相和組織組成物的定量計算和分析，解決了合金性能分析中由數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)處理所帶來的低工作效率問題，在工程材料領(lǐng)域具有推廣價值及應(yīng)用前景。
關(guān) 鍵 詞 平衡相圖; 熱力學; 自由能; 數(shù)據(jù)庫

相圖的構(gòu)成
合金相圖通常是用熱分析法實驗和測試結(jié)果繪制，相圖表示的是恒定壓力(1個大氣壓)下的狀態(tài)，又稱T-X相圖，如圖1所示。圖中，縱坐標表示溫度，橫坐標表示成分。相圖由臨界點、相變線及各相區(qū)組成，各相區(qū)包括液相、固相的各不相同的組織。
2 相圖坐標系的數(shù)字化處理
相圖的數(shù)字化處理有掃描、畫坐標垂線、擬合曲線方程三種方法。從準確度考慮，擬合曲線方程的方法最佳，本文則采用這種方法建立合金相圖，其歩驟如下：
1) 創(chuàng)建Picturel對象，整個窗口屏幕約80％為Picturel對象；
2) 根據(jù)熱分析法的實驗數(shù)據(jù)在Picturel對象區(qū)域內(nèi)畫出完整的合金相圖；
3) 直線由起點、終點坐標確定，即以Picturel.Lim(x1, y1)?(x2 , y2)來確定；
4) 曲線由擬合方程y＝ax2+bx+c，以像素為單位，通過For…Next循環(huán)語句畫出曲線，相平衡曲線、平衡點用相平衡條件確定；
5) 虛線由For…Next循環(huán)語句中插入語句Picturel.Drawstyle=4完成，同時設(shè)定步距量；
6) 根據(jù)相律公式 f＝c?p+1判斷各相區(qū)相的數(shù)目[1]，并遵循合金相圖的規(guī)律填寫各相區(qū)的組織，運用視頻軟件設(shè)定各相區(qū)的顏色。
3 相圖分析
相圖是在一個圖上表示出穩(wěn)定相的成分、溫度分界限，為畫出合金相圖中各相區(qū)，必須找到不同相域間的邊界。相圖初次生成是用熱力學原理中相平衡條件來計算相的邊界線，即運用吉布斯自由能的相平衡函數(shù)及化學勢判斷相界[2]。
對于已生成的相圖可按圖解法處理，直接在某合金相圖上取各點對應(yīng)的溫度、成分、組織建立坐標系，進行數(shù)字化處理。將相圖信息轉(zhuǎn)換成表格形式存入數(shù)據(jù)庫，然后按數(shù)據(jù)表方式處理輸入和查取。用分別區(qū)段方式、曲線擬合方式得出各曲線線段的函數(shù)方程式；使用邏輯條件處理拐點、水平和垂直線段。