金属加工模块

金属相变

金属相变 接口用于研究钢等金属材料在加热或冷却过程中发生的冶金相变。用户可以使用金相 特征来定义材料的初始相分数及其属性；并通过相变 特征来定义源相、目标相及相变模型。

对于扩散控制型相变（例如奥氏体分解为铁素体），本模块提供了五种相变模型：Leblond–Devaux、Johnson–Mehl–Avrami–Kolmogorov、“Kirkaldy–Venugopalan，简化”、“基于微观结构”以及“双曲率”模型。

此外，还提供 Koistinen–Marburger 模型用于对位移型（无扩散）马氏体相变过程进行精确仿真。

这些相变模型可基于 TTT 图数据进行定义，并允许用户为每种模型分别定义所需的相变数据。模块还支持从 JMatPro^® 软件导入数据。

除了内置的相变模型外，用户还可根据需求自定义相变模型，满足各类复杂工况下的模拟需求。

钢淬火

本模块内置预定义的钢淬火 多物理场接口，能够自动设置钢淬火仿真，涵盖奥氏体分解、固体力学 和固体传热 接口。软件会自动建立多物理场耦合，用于精准模拟各金相的相变应变和潜热效应。

将本模块与“非线性结构材料模块”结合使用，可对淬火过程中的应力和应变进行精准计算。不仅支持各金相的塑性应变分析，还提供塑性恢复选项和非线性加权方案，帮助用户模拟复合材料的有效初始屈服应力。同时，模块还引入了各相的体积参考温度和热膨胀系数，以计算热应变张量。此外，还支持分析相变诱导塑性（TRIP）效应：即使在传统塑性理论未触发塑性流动的情况下，也能模拟在低于屈服应力条件下材料因相变而产生的非弹性应变，更真实地还原淬火过程中的材料行为。

相与复合材料属性

通过金属相变 和奥氏体分解 接口，用户可以根据各个金相的材料属性来计算有效材料属性。这些属性可被固体传热 和固体力学 等物理场接口直接调用，实现多物理场之间的高效耦合分析。用户不仅可以为每种金相分别定义材料属性，还可直接从 JMatPro^® 软件导入数据，大幅提升建模的效率与准确性。

校准相变模型

在定义用于仿真的相变模型时，往往需要通过实验数据对特定的相变过程进行校准。本模块提供了常见的相变图计算功能，帮助用户与实验数据进行精准对比，例如连续冷却转变（CCT）图和时间-温度-转变（TTT）图等。需要特别注意的是，如需基于 TTT 数据进行校准，则需要配合使用优化模块，以实现更高精度的仿真结果。

奥氏体分解

奥氏体分解 接口是金属相变 接口的专用版本，用于模拟钢材在快速冷却过程中从奥氏体向其他组织转变的过程，其中自动包含完整的金相转变路径（包括奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体），并能自动考虑淬火过程中可能发生的各类相变，帮助用户高效准确地进行热处理模拟与工艺优化。

渗碳

通过渗碳 接口，用户可以精准模拟热处理工艺中的渗碳过程，不仅可以定义周围环境中的碳浓度，还可灵活指定碳在部件表面的传输机制以及在材料内部的扩散行为。

相变传热

相变传热 多物理场接口可用于模拟金属在热载荷作用下发生的冶金相变过程。“金属加工模块”支持在分析中使用完整的热方程来模拟传热过程。系统会自动建立多物理场耦合，以充分考虑潜热对传热行为的影响。在建模过程中，用户可以将导热系数、密度和比热容设为温度相关参数，甚至可根据当前材料的相组成动态更新这些参数。例如，奥氏体与铁素体的导热系数存在显著差异，随着两者相分数的不断演化，复合材料的整体导热系数也会发生相应变化。

钛合金相变

α-β 相变 接口是金属相变 接口的专用版本，旨在模拟可热处理的 α-β 钛合金在加热和冷却过程中，不同 α 相的形成与溶解，其中自动包含 β 相、魏氏 α 相和马氏体 α 相等金相，全面涵盖 α 相的形成与溶解过程，助力精确分析和优化钛合金的相变特性。

基于微观结构的相变

基于微观结构 的相变模型能够根据材料的微观结构和化学信息，精确模拟奥氏体分解过程。此功能显著减少了传统相变模型校准所需的繁琐实验步骤，提升了仿真效率。

在选择用于基于微观结构 相变模型的公式之前，用户可以通过钢成分 节点指定钢材的化学成分、Fe—C 图及奥氏体晶粒尺寸，为后续的相变分析提供必要的数据支持。