1-5、合金微观组织调控与力学性能预测的集成计算模拟
崔予文，徐广龙，常辉，周廉
南京工业大学新材料研究院
摘要：随着材料基因组计划的实施，合金“成分设计-微观组织的调控-力学性能的预测”已经成为材料高通量计算领域的主线，并已开始被工业界接受。
报告回顾了计算相图热力学(CALPHAD)、扩散动力学、相场方法、连续位错动力学等计算方法对于合金的结构、组织和性能的定量描述，以及各方法在能量表达式与动力学方程上异同点，阐述了以“能量平衡”串联各计算分支的热动力学基础。在此基础上，将计算热动力学与朗道理论相结合，综合了前人应用晶格动力学、流体力学和弹性力学开展相变理论和组织模拟预测研究的成果，以频谱分析为核心，建立了统一观点下的新型的朗道非线性动力学模型。
通过模拟，分别展示了集成计算技术在：
近β钛合金中α相的析出和回溶，例证CALPHAD与扩散动力学的耦合应用；
Fe基形状记忆合金中马氏体相变和力学行为，例证CALPHAD与相场方法的耦合应用；
Q&P钢的组织演化例证连续位错动力学模拟与热动力学(半)定量化的朗道相场方法集成应用。
集成技术模拟不仅有效地减少了传统模型中不具有明确物理意义的模拟参数，更揭示了合金在相变过程中的多场耦合在物理本质上的异同，是集成计算材料工程（ICME）框架下“微观组织调控与力学性能预测”的最新尝试。
DOI:10.12110/secondfmge.20181014.105
南京工业大学教授，兼职任西班牙阿拉贡国立材料研究所高级研究员。归国前（2011-2016年）任西班牙马德里先进材料研究所高级研究员及计算合金设计室主任。1999至2016年，日本、比利时、美国和西班牙任职期间，先后主持和承担了包括欧盟煤炭钢铁重大专项、欧盟第七框架“合作”项目、欧盟第七框架 Marie Curie基金等科研项目。
研究团队长期从事计算热动力学、高通量扩散研究以及朗道理论/相场的显微组织模拟等方面的研究。曾担任著名的Marie-Curie Intra-European Fellowship奖的主持科学家，现被聘为欧盟 M-ERA研究基金和欧盟 Marie Sklodowska-Curie Individual Fellowships (MSCA-IF)人才项目评审专家。曾获欧洲Marie-Curie计划Amarout奖、日本东北大学材料研究所COE研究奖励基金及比利时鲁汶大学研究理事会奖。现任Journal of Iron and Steel Research, International编委、国际ASM International合金相图专业委员会委员和美国矿物冶金材料学会（TMS）相变委员会委员，以及中国物理协会相图专业委员会委员。