本研究グループでは、一切のフィッティングパラメータを用いずに、原子番号だけを指定して有限温度の理論合金状態図を計算する手法の確立に取り組んでいる。この手法では、まず目的の合金系に出現する安定、準安定相の予測を行うために、遺伝的アルゴリズムによって基底状態で出現する相を予測し、その生成エネルギーを計算する。次にこれらの化合物や固溶体、液体の有限温度での自由エネルギーを計算する必要がある。化合物の自由エネルギーへの温度効果は、熱容量に対する熱振動と格子膨張の影響を計算し、固溶体の自由エネルギーはクラスター展開によって評価している。さらに液体は第一原理分子動力学法によってその熱力学量を計算する。講演ではこの手法による計算結果をCALPHADの結果と比較しながら、今後の展開について述べてみたい。

Thermo-Calc Softwareの開発元であるThermo-Calc Software ABは、スウェーデン王立工科大学発のソフトウェアベンダーとして誕生し、現在でも金属材料における最先端の研究に携わっています。Thermo-Calcソフトウェアや関連モジュールを “ツール” として活用した事例を紹介いたします。

金属積層造形は複雑な形状の部品を製造することができ、部品性能の向上、複数部品の一体造形によるコストダウンなど新しい製造プロセスとして注目されています。本講演では耐熱性に優れたNi合金の高温割れを防止するためThermo-CalcのTC-Pythonを用いてシャイル凝固計算を実施し、合金開発した事例を紹介します。また、開発した合金の熱処理温度選定に活用した事例も紹介します。

メジャーアップデート版のThermo-Calc 2024aが今冬リリースを予定しております。ソフトウェア本体のアップデートに加え、既存のデータベースの更新や新たなデータベースの提供開始の情報をご紹介します。

Thermo-Calcの拡張モジュールを交えた活用事例を紹介します。Thermo-Calcが平衡状態を計算するのに対し、温度変化や時間変化など、動的な組織変化を計算対象とします。均質化や時効など、プロセス設計、組織設計に非常に有用なモジュールです。弊社の取組み事例を含め、プロダクトならびに拡張モジュールの活用事例を紹介します。