计算机在材料科学中的应用课件.ppt

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1、计算机在材料科学中的应用《测试部分》主讲人：华勤第一章计算机测试与控制一、采样与信号处理1.传感器的分类2.传感器与计算机控制系统的连接3.采样方式和数字滤波4.标度变换5.非线性补偿二、控制方法和控制规律1.直接数字控制系统2.计算机监督控制系统3.控制系统与执行器件4.过程控制的数学模型5.抗干扰系统和方法三、总线结构1.总线的概念2.ISA和PCI总线及应用3.RS－232总线及应用四、串行通信1.串行通信的信号定义与编码2.工作模式3.通信端口的初始化4.接线方法第二章铸

2、造热分析方法及应用《测试技术应用》一、热分析方法的基本原理1、基本概念热分析是一种材料研究的工具。当物质的物理状态和化学状态发生变化时，往往伴随着热力学性质的变化，因此可以通过测定其热力学性质的变化，来了解物质物理或化学变化过程。2、热分析方法的种类：1）差热分析（DifferentialThermalAnalysis简称DTA）2）示差扫描分析（DifferentialScanningCalorimetry简称DSC）3）热重分析（ThermograVimetricAnalysis简称TGA）4

3、）热机械分析（ThermomechanicAnalysis简称TMA）5）铸造热分析方法，又称冷却曲线分析（CoolingCurveAnalysis简称CCA）在此仅介绍冷却曲线分析，由于引入计算机技术，又称CA－CCA（computer-aidedcoolingcurveanalysis）。3、基本原理冷却曲线分析根据金属或合金凝固过程中样品的温度变化，研究金属或合金的结晶方式。早期用于制作相图，60年代以后在铸造生产中作为炉前检验和控制合金质量的手段。以灰铸铁为例：图1.灰铸铁相图和凝固曲线成分

4、1：T>1357℃时，液相冷却，无相变和潜热放出。T=1357℃时，析出奥氏体相，放出潜热，冷却曲线出现拐点和平台，平台的宽度与析出奥氏体量有关。1153℃1260℃时，液相冷却，无相变和潜热放出。T=1260℃时，析出奥氏体相，放出潜热，冷却曲线出现拐点和平台。这时，平台的宽度明显小于成分1。11

5、53℃1153℃时，液相冷却，无相变和潜热放出。T≤1153℃时，由于共晶组织为100％，温度回升较大，甚至超过平衡共晶温度。以上是根据铁碳平衡相图分析灰铸铁的冷却曲线，反之也可以根据冷却曲线分析奥氏体析出温度、共晶组织析出温度及其相对量、含碳量。但冷却曲线还受Si,Mn,P,S等元素和冷却条件的

6、影响，情况更加复杂。二、自适应热分析系统的介绍AdaptiveThermalAnalysisSystemMetallurgicalProcessControlforGrayandDuctileIronDerivativeandCalorimetricThermalAnalysiscombinedwithAppliedArtificialIntelligenceDevelopedbyNovaCastABincooperationwithSwedishFoundryAssociationProces

7、sControl?Areyoua“blind”foundryman?Day1:C=3,4%Si=2,1%,1380CScraprate=2,0%.AllmeasureddataOK!Day2:C=3,4%Si=2,1%,1380CScraprate=12,0%AllmeasureddataOK!Theproblemisthatessentialdataarenotmeasuredandknowledgeislacking.Thefoundrymancannotseewhatheshouldsee!F

8、actorsinfluencingMetallurgicalQualityChemicalcompositionChargematerialsandcomposition(Combined&FreeC)Chargingsequenceandtemperature/timeratiosIronhandlingandtreatmentpracticePouringtemperatureandinoculationpracticePresenceandamountofrea