Na década de 1970 Kaufman e Bernstein realizaram trabalho pioneiro sobre modelamento numérico da termodinâmica de sistemas multicomponentes e fundaram o grupo CALPHAD (Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry), que tem como propósito promover a termodinâmica computacional e desenvolver programas computacionais para: (i) avaliar e validar dados experimentais (e teóricos) para incorporá-los às bases de dados auto-consistentes, (ii) representar as propriedades termodinâmicas de sistemas multicomponentes, (iii) modelar processos tecnológicos. Além de programas para modelamento termodinâmico, vários programas computacionais CALPHAD têm sido desenvolvidos, também, para calcular a cinética de transformações de fase controladas por difusão, os quais têm interfase com programas de calculo termodinâmico e com bases de dados de mobilidades atômicas. No presente trabalho relatam-se diferentes exemplos do uso do método CALPHAD para o modelamento matemático de diferentes processamentos térmicos e termoquímicos de aços, os quais correspondem a estudos de casos realizados no departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Por meio de modelamento CALPHAD foi possível otimizar os parâmetros de processamento durante: a nitretação de aços de alta liga, o processamento térmico de aços TRIP, a produção de nitretos CrN e Cr2N a partir de pó de cromo, o tratamento térmico de solubilização de aços inoxidáveis e o tratamento térmico de decomposição de carbonetos em aços ferramenta.
In 1970s, Kaufman and Bernstein summarized the general features of computer numerical calculation of multicomponent phase equilibrium thermodynamics, by means of polynomial expressions of the Gibbs free energy, and they created the CALPHAD group (Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry). CALPHAD group aims to promote computational thermodynamics through development of models to (i) critical assessment of experimental and computed data and their incorporation into self-consistent databases, (ii) represent thermodynamic properties for various phases which permit prediction of properties of multicomponent systems, and (iii) development of software to improve understanding of various industrial and technological processes. Besides software for performing thermodynamic modeling, there are today several programs to modeling kinetics of diffusion controlled phase transformations. These kinetic programs are interfaced with programs for performing thermodynamic simulations as well as with kinetic databases. In this work, several case studies about numerical modeling of thermal as well as thermochemical processing of steels are reported. The analyzed case studies are brief descriptions of theoretical and experimental research works which are being carried out in the Metallurgical and Materials Engineering Department, University of São Paulo. It is shown the processing parameter optimization during: high-alloy steel nitriding, TRIP steel thermal processing, CrN and Cr2N thermal synthesis from chromium powder, solution annealing of stainless steels, and primary-carbide decomposition during heat treatment of tool steels.