Materials Square
MatSQ Docs - Calphad (ko)
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열역학 계산 모듈인 'Calphad' module은 Bo Sundman 교수님이 만든 Open Calphad를 기반으로 만들어졌습니다.
본 모듈을 통해 해당 열처리 온도에 따른 합금의 미세조직 내 각 Phase 종류, 각 Phase 양, 각 Phase 내 성분, 해당 미세조직을 갖기 위한 열처리 온도 정보 등의 열역학 정보를 얻을 수 있습니다.

현재 Calphad module은 다음 9 가지 서비스를 제공하고 있습니다.

  • 주어진 온도 조건에 따라, 합금의 미세조직이 갖는 각 phase 의 정보를 얻을 수 있습니다.
  • 두 원소 간 상태도 정보를 얻을 수 있습니다.
  • 세 원소 간 상태도 정보를 얻을 수 있습니다.
  • 온도에 따라, 다양한 원소가 첨가된 합금의 미세조직이 갖는 각 phase 정보를 얻을 수 있습니다.
  • 온도 혹은 조성에 따라 에너지 함수 (G, H, S, activity 등)를 계산할 수 있습니다.
    얻을 수 있는 함수 정보의 유형을 알고 싶다면 다음 Calphad Function Diagram 문서를 참조하십시오.

  • 사용자가 원하는 조건에서 합금 내 phase 정보를 얻을 수 있습니다.
  • 기저 상으로부터 잠재되어있는 상들의 출현 정도를 계산할 수 있습니다.
  • 본 모듈은 오스테나이트 계열의 철강 및 Ni 계 합금에 대한 stacking fault energy 계산을 지원합니다.
  • 본 모듈은 Ni3Al 석출상이 포함된 Ni계 합금에 대한 antiphase boundary energy 계산을 지원합니다.



보다 질 높은 열역학 계산을 하기 위해서는, 해당 다원계 시스템 정보가 잘 기술되어 있는 열역학 데이터베이스가 단연 중요합니다.
다원계 데이터베이스는 주로 이원계 및 삼원계 정보가 얼마나 잘 기술되어 있는지를 중요하게 고려해야 합니다. 보통 이원계와 삼원계 정보가 잘 기술되면 다원계로 확장할 수 있게 됩니다. 따라서 사용자는 각 데이터베이스를 사용할 때 이원계 정보와 삼원계 정보가 사용하고자 하는 데이터베이스에 포함되어 있는지 꼭 확인하여야 하며, 그에 맞게 각 데이터베이스를 이용하여야 합니다.
당사는 더욱 질 높은 데이터베이스를 사용자 분들에게 제공하고자 노력하고 있습니다. 데이터베이스의 품질에 따라 결과를 얻을 때 필요한 사용료가 달라짐을 유념해주시기 바랍니다.

추후 더욱 질 높고 향상된 데이터베이스를 사용자 분들에게 제공할 예정입니다.



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본 데이터베이스는 Ni-base 계에 대한 상용 데이터베이스입니다.


Al < 10 | Co < 25 | Cr < 20 | Fe < 20 | Mo < 7 | Nb < 5 |
Ta < 7 | Ti < 5 | V < 2 | W < 8 | C < 0.1 | N < 0.1


LIQUID, FCC_A1, BCC_A2, HCP_A3, MX_FCC, DELTA_NI3NB, GAMMA_DP, GAMMA_PRIME, ETA, LAVES, MU_PHASE, SIGMA, DELTA_NIMO, NIAL, P_PHASE, R_PHASE, M23C6, M3C2, M5C2, V3C2, AL4C3, KAPPA, KSI_CALRBIDE, CEMENTITE, CR2VC2, M6C, M12C, M7C3, MC_ETA, MC_SHP, CO3V, COV3, CUB_A15, GRAPHITE, ALN, CRNBN, PI, TI2N, FE4N, Z_PHASE, NI2CR, GAS



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본 데이터베이스는 Al-base 계에 대한 상용 데이터베이스입니다.

Range of alloying elements (mass percent)
Cr < 5 | Cu < 5 | Fe < 5 | Li < 10 | Mg < 5 | Mn < 5 |
Ni < 1 | Sc < 5 | Si < 10 | Ti < 1 | Zn < 5 | Zr < 1 |


LIQUID, FCC_A1, BCC_A2, HCP_A3, HCP_ZN, CBCC_A12, DIA_A4, AL11CR2, AL13CR2, ALCRCU_TAU, TAU_ALCUZN, AL18CR2MG3, AL9CR3SI, ALCRSI_T3, AL13CR4SI4, AL58CR31SI11, OMEGA, AL23CUFE4, ALCUMN_T1, ALLI, ALLIMG_TAU, ALMG_BETA, AL13FE4, ALCRFEMNSI_A, ALFEMNSI_B, ALFENI_T, ALCUSC_TAU, ALFESI_T6, AL12MN, AL3NI, L12_AL3X, AL3TI_H, AL3TI_L, AL3ZR_TETR, LAVES_C14, T_MGALCUZN, PI_PHASE, Q_PHASE_L, Q_PHASE_H, S_PHASE, AL2CU_THETA, AL2MG5SI4_BP, ALCRSI, ALMGZN_GP, ALMG4ZN11, AL6MN, BETA_DP, B_PRIME_L, B_PRIME_H, ALMGZN_ETA_P, PRE_B_DP, AL6CU2_TH_DP, THETA_PRIME, U1_PHASE, ALSC2SI2, U2_PHASE, AL2CU3_D, ALCU_E, ALCU_ETA, ALCU_G_D83, AL9CU11_Z, ALCULI_T1, ALCULI_T2, ALCULI_TB, ALCUMG_V, ALCUZN_1, AL2F2, AL5FE2, AL5FE4, AL8FENBSI2, ALFENI_T2, ALFENI_T3, ALFESI_T1, ALFESI_T2, ALFESI_T3, ALFESI_T4, ALFESI_T5, ALFESI_T7, ALFESI_T8, ALFESI_T10, ALFESI_T11, AL12MG2CR, ALMGMN_T, AL4MN, AL8MN5, AL11MN4, ALMGSI_B, ALMNSI_D, AL3NI2, ALM_D019, AL3M_D022, ALSIZR_T1, ALSIZR_T2, AL4SI5ZR3, ALTI, AL2TI, AL11TI5, ALZNCU_G_H, AL3MG2_B, AL30MG23_E, AL12MG17_GAMMA, ALCUMG_Q, ALLISI, SIGMA, H_SIGMA, LAVES_C15, LAVES_C36, MGSI_GP, MG2SI_B, MGSI_B_P, MG5SI6_B_DP, FESI, FESI2_H, FESI2_L, CU2MG_LAVES, CUMG2_LAVES, NIMG2_LAVES, NI2MG_LAVES, MGALZN_PHI, MGZN, MG2ZN3, MG2ZN11, SIZR_A, SIZR2, SI2ZR, SI3ZR5, SI4ZR5_A




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본 데이터베이스는 Fe-base 계에 대한 상용 데이터베이스입니다. 기존 버전에서 Co, Cu, W, S 가 추가되었습니다.

Range of alloying elements (mass percent)
Al < 5 | Co < 10 | Cr < 25 | Cu < 1 | Mn < 25 | Mo < 5 | Nb < 1
Ni < 20 | Si < 5 | Ti < 1 | V < 5 | W < 10 | C < 2 | N < 1 | S = trace


LIQUID, AL4C3, ALN, BCC_A2, CBCC_A12, CEMENTITE, CHI_A12, CRNBN, CUB_A13, DIAMOND_FCC_A4, FCC_A1, FE4N, FECN_CHI, GRAPHITE, HCP_A3, CO3MO, CO3V, CR3MN5, G_PHASE, KAPPA, KSI_CARBIDE, LAV_C15, LAV_C36, LAVES_PHASE, M23C6, M3C2, M3SI, M3V, M5C2, M5SI3, M6C, M7C3, M12C, WC, MC_ETA, MC_SHP, MSI, MU_PHASE, PI, P_PHASE, R_PHASE, SIC, SIGMA, TI2N, TI3AL, TI3N2, TI4N3, TIAL, V3C2, MNNI, MNNI2, CR2VC2, MN6N4, MN6N5, SI3N4, Z_PHASE, A_CHALC, ANILITE, B_CHALC, COVELLITE, CU2S, DISULF, DJURLEITE, FC_MONO, FC_ORTHO, FES_P, MNS_Q, PYRR


  • Lee, Seok Gyu et al. 2020, “Effects of Cr addition on Charpy impact energy in austenitic 0.45C-24Mn-(0,3,6)Cr steels”, Materials Science and Technology, in press.
  • Jafari, Majid et al. 2020, “Evolution of microstructure and tensile properties of cold-drawn hyper-eutectoid steel wires during post-deformation annealing”, Materials Science and Technology 41: 1-11
  • Choi, Yong Hoon et al. 2019. “Influence of Initial Microstructures on Intercritical Annealing Behaviour in a Medium Mn Steel.” Materials Science and Technology 35(17): 2092–2100.
  • Song, Hyejin et al. 2018. “Improvement of Tensile Properties in (Austenite+ferrite+κ-Carbide) Triplex Hot-Rolled Lightweight Steels.” Materials Science and Engineering: A 730: 177–86.
  • Jung, Seungmun et al. 2017. “Effects of Mn and Mo Addition on High-Temperature Tensile Properties in High-Ni-Containing Austenitic Cast Steels Used for Turbo-Charger Application.” Materials Science and Engineering: A 682: 147–55.
  • Kim, Hyunmin et al. 2015. “Dynamic Tension–Compression Asymmetry of Martensitic Transformation in Austenitic Fe–(0.4,1.0)C–18Mn Steels for Cryogenic Applications.” Acta Materialia 96: 37–46.
  • Sohn, Seok Su, Byeong-Joo Lee, Sunghak Lee, and Jai-Hyun Kwak. 2014. “Effect of Mn Addition on Microstructural Modification and Cracking Behavior of Ferritic Light-Weight Steels.” Metallurgical and Materials Transactions A 45(12): 5469–85.
  • Sohn, S S, B.-J. Lee, S Lee, and J.-H. Kwak. 2013. “Effects of Aluminum Content on Cracking Phenomenon Occurring during Cold Rolling of Three Ferrite-Based Lightweight Steel.” Acta Materialia 61(15): 5626–35.




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본 데이터베이스는 Co-Cr-Fe-Mn-Ni-V-Cu-Mo-Al-Si-Ti-C-N 계 하이엔트로피 합금 (high-entropy alloy)에 대한 상용 데이터베이스 입니다.
이 데이터베이스는 973K(700℃) 이상에서 사용하는 것이 좋습니다.


Co, Cr, Fe, Mn, Ni, V, Cu, Mo, Al, Si, Ti-C-N


1. Co-Cr-Fe-Mn-Ni + V system
2. Co-Cr-Fe-Mn-Ni + Cu system
3. Co-Cr-Fe-Ni + Mo system (with Co-Mo-Ni-V system)
4. Co-Cr-Fe-Mn-Ni + Al system
5. Co-Cr-Fe-Mn-Ni + Si system
6. Co-Cr-Fe-Mn-Ni + Ti system
7. Co-Cr-Fe-Mn-Ni + V + C system
8. Other systems (carbide, nitride systems, etc.)


  • H. Kwon et al., High-density nanoprecipitates and phase reversion via maraging enable ultrastrong yet strain-hardenable medium-entropy alloy, Acta Mater. 248, 118810 (2023.04).
  • D.G. Kim et al., Effects of deformation-induced martensitic transformation on quasi-static and dynamic compressive properties of metastable SiVCrMnFeCo high-entropy alloys, J. Alloys and Compds. 931, 167543 (2023.01).
  • H. Chung et al., Doubled strength and ductility via maraging effect and dynamic precipitate transformation in ultrastrong medium-entropy alloy, Nature Communications 14, 145 (2023.01).
  • H.-S. Do et al., A Novel High-entropy Alloy with Multi-strengthening Mechanisms: Activation of TRIP effect in C-doped High-entropy Alloy,Mater. Sci. Eng. A 859, 144220 (2022.11).
  • H. Nam et al., Enhancement of tensile properties of gas tungsten arcwelds using Cu-coated CoCrFeMnNi filler and posteweld heat treatment, J. Mater. Res. & Techn. 19, 4857-66 (2022.07).
  • H.-S. Do et al., A thermodynamic description for the Co-Cr-Fe-Mn-Ni system, J. Mater. Sci. 57, 1373-1389 (2022.01).
  • Yang, Junha et al, “Effects of transformation-induced plasticity (TRIP)on tensile property improvement of Fe45Co30Cr10V10Ni5-xMnx high-entropy alloys”, Mater. Sci. Eng. A 772,138809 (2020.01).
  • Wei, Daixiu et al. “Novel Co-rich high performance twinning-induced plasticity (TWIP) and transformation-induced plasticity (TRIP) high-entropy alloys”, Scripta Mater. 165, 39-43 (2019.05).
  • Ondichoe, Ibrahim et al. “Experimental investigation and phase diagram of CoCrMnNi-Fe system bridging high-entropy alloys and high-alloyed steels” J. Alloys and Compds. 785, 320-327 (2019.05).
  • Jo, Yong Hee et al. “FCC to BCC transformation-induced plasticity based on thermodynamic phase stability in novel V10Cr10Fe45CoxNi35-x medium-entropy alloys” Sci. Rep. 9, 2948 (2019.02).


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대학, 기관, 기업 등 교육의 목적으로 사용될 수 있도록 다양한 종류의 이원계 상태도를 무료로 제공하고 있습니다.


Al, B, C, Ce, Cr, Cu, Fe, Li, Mg, Mn, N, Nb, Nd, Ni, Si, Sn, Ti, V, Y, Zn, Zr






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대학, 기관, 기업 등 교육의 목적으로 사용할 수 있도록 Fe-Cr-Mo-Si-V-C 6원계 steel database 를 무료로 제공하고 있습니다.


Cr < 30 | Mo < 10 | Si < 5 | V < 5 | C < 2





C-Cr-Fe, C-Cr-V, C-Fe-Si, C-Fe-V, C-Fe-Mo, Cr-Fe-V






Calphad User-defined 메뉴를 통해 얻을 수 있는 데이터의 예시입니다.


본 예제는 다른 여러 합금 원소의 양이 정해진 상황에서, 하나의 원소의 양에 따라 온도별로 각 phase의 상태가 어떠한 지 알고자 할 때 유용합니다. 8wt.% Ni일 때 Cr의 양에 따라 온도별로 합금의 Phase 상태가 어떠한지에 대한 정보를 얻고자 합니다.

Fe, Cr, Ni 선택
Steel database 선택
All phase 선택
초기 값 셋팅
Major Element: Fe
Cr = 0.5, Ni = 0.08
Temp. = 1200 K (약 927 ℃)
Mol/Weight: weight

축 선택
Axis 1의 경우, Type은 fraction, Min = 0, Max = 0.9, increment = 0.01, El. = Cr
Axis 2의 경우, Type은 Temp., Min = 600, Max = 2000, increment = 10

Job name을 입력 후 Start Job 버튼 누르기

아래와 같은 결과가 나옵니다.
만약 750 K에서 25 wt.%에서의 상에 대해 알고자 한다면, List-equilibrium tab에서 해당 조건을 입력하면 결과를 얻을 수 있습니다. 실제 List-equilibrium 그래프를 통해 해당 조건의 phase 정보를 얻으면 Fe-rich bcc phase가 75.6%, Cr-rich bcc phase가 11.8%, Fcc phase가 10.9% 가 존재함을 알 수 있습니다.



본 예제는 10Mo-4.5Cr-0.1Si HS steel에서 1300 K일 때 Austenite 내 VC carbide의 solubility line을 구하고자 합니다.

Fe, Cr, Mo, Si, V, C 선택
Steel database 선택
FCC_A1만 선택
초기 값 셋팅
Major Element: Fe
Cr = 0.045, Mo = 0.1, Si = 0.001, V = 0.009, C = 0.009
Temp. = 1300 K (약 1027 ℃)
Mol/Weight: Weight

축 선택
Axis 1의 경우, Type은 fraction, Min = 0, Max = 0.015, increment = 0.0005, El. = V
Axis 2의 경우, Type은 fraction, Min = 0, Max = 0.01, increment = 0.0005, El = C

Job name을 입력 후 Start Job 버튼 누르기

아래와 같은 결과가 나옵니다.

다음 결과는 List-eq를 이용하면 아래의 그림과 같이 분석할 수 있습니다.

최종적으로 V와 C의 양이 어떠냐에 따라 Austenite에 존재하는 VC carbide의 정출량을 확인할 수 있습니다.






Type Description Unit
GM Total gibbs energy for the system J/mol
HM Total enthalpy for the system J/mol
SM Total entropy for the system J/mol·K
G Total gibbs energy for the system J
H Total enthalpy for the system J
S Total entropy for the system J/K
CP Heat capacity for the system J/K
GM(*) The gibbs energy of individual phases J/mol
HM(*) The enthalpy of individual phases J/mol
SM(*) The entropy of individual phases J/mol
G(*) The gibbs energy of individual phases J
H(*) The enthalpy of individual phases J
S(*) The entropy of individual phases J
AC(*) The activity of individual elements
Function Custom mode



"Function" 모드는 특정 상 또는 원소에 대하여 에너지 변화를 알고 싶을 때 사용합니다.


  • GM(FCC)
  • GM(FCC)-GM(BCC)
  • HM(FCC)-HM(BCC)
  • SM(FCC)-SM(HCP)
  • GM(FCC)-HM(FCC)
  • GM(FCC)-HM(BCC)
  • AC(Ni)

이러한 방식으로 함수를 서로 계산할 수도 있습니다.

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