Thermo-Calc软件是世界公认的最好的最全面的多元体系热力学与相图计算软件，具备通用、计算灵活的特点，被广泛应用于钢铁、有色金属、核燃料、高熵合金等多领域的材料成分设计优化、工艺过程的设计优化、缺陷和问题的分析等过程中，是目前国内外在材料基因工程和材料集成计算领域的重要计算软件。
本文以马氏体时效钢为例，浅析下Thermo-Calc在合金热处理工艺中的应用。
1. 计算不同固溶温度下平衡相的变化
传统含钴18Ni马氏体时效钢具有良好的强韧性，热处理工艺为固溶处理＋时效处理。马氏体时效钢中的Laves相是A2B型金属间化合物，粒状的Laves相容易在马氏体板条间、原始奥氏体晶界析出。时效时未溶的Laves相将损害钢的塑性和韧性，固溶处理时必须使其完全溶解，使Mo、Ti合金元素均匀地分布在基体上，有利于时效析出相的形成。低温固溶处理后未溶的粒状Laves相，时效态当塑性变形载荷应力增大时，Laves相与基体界面容易形成微孔使钢的塑性、韧性下降。固溶处理时Laves相完全溶解，时效后钢的塑性、韧性将提高。传统含钴18Ni马氏体时效钢最佳固溶处理温度为820℃。00Ni14Cr3Mo3Ti马氏体时效钢的合金元素和含量改变将导致组织和性能的变化，对最佳固溶温度也会有一定影响，因此需要优化热处理工艺来使综合力学性能达到最佳。
应用Thermo-Calc热力学计算软件计算00Ni14Cr3Mo3Ti（C 0∙002，Ni 14∙06，Cr 3∙19，Mo 3∙06，Ti 1∙32，Al 0∙16，Co 0∙039，Si 0∙064，Mn 0∙032，S 0∙002，P 0∙0019，余量为Fe）马氏体时效钢不同固溶温度下平衡相的变化，计算结果如表1所示。
表1. 不同固溶温度平衡相各元素的质量分数
从表1可知固溶温度较低时除了有奥氏体，还有未溶的Laves相和TiC。随着固溶温度的升高Laves相和TiC逐渐溶解，导致奥氏体相中钼、钛含量上升。计算结果表明未溶的Laves相大约在850℃完全溶解，TiC大约在1020℃完全溶解。
2. 实验样品制备
采用真空感应工艺冶炼00Ni14Cr3Mo3Ti钢锭，钢锭质量为25kg，钢锭在1200℃保温7h均质化处理，再加热至1150 ℃进行锻造，终锻温度850 ℃，得到直径15mm的拉伸坯料和14mm×14mm冲击坯料。按GB2975加工试样，试样热处理制度为930℃保温1h正火处理，再分别进行750、800、850、900、950、1000、1050℃固溶处理，保温时间1h，空冷，在510 ℃保温5 h做时效处理。
3. 不同固溶温度下样品的相分析
利用XRD对各样品进行相分析并且利用SEM对设计材料进行微观组织表征。不同固溶温度未溶相的X射线衍射结果如图1所示，不同固溶温度固溶态SEM组织结果如图2所示。
图1. 不同固溶温度未溶相的X射线衍射图
图2. 不同固溶温度固溶态SEM组织
从图1和图2可知，00Ni14Cr3Mo3Ti马氏体时效钢在固溶温度为750、800℃时，试验钢有未溶相，通过衍射谱的标定得知未溶相为Laves相；在固溶温度为850℃时，XRD结果表明未检测到未溶相，但SEM组织图显示还有少量未溶相，但在固溶温度为900℃已完全溶解。
Thermo-Calc软件计算表明试验钢Laves相在850℃左右完全溶解，但是实验可知固溶温度为850℃基体中还有少量未溶的 Laves相，固溶温度升至900℃时未溶相已完全溶解。由此可知，即使是功能强大的Thermo-Calc计算结果也会与实际有所差异。因此，在实验之初，若有实验测定平衡相图的帮助，相信科研可以进行得更加顺利。
现在国内外有很多具有平衡相图检索的平台，国外的有Springer Materials，Total materia，MatNavi，The Materials Project等，国内有MatAi，晓材Matmole，MatAid等。其中MatNavi，The Materials Project是免费平台，剩余平台需要会员才能进行搜索。各平台网址如下，各位可按需选择。
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