熱處理過(guò)程的模擬(3)

5)碳擴(kuò)散系數(shù)取決于材料的碳濃度、化學(xué)成分等,可采用Arrhenius 方程表示。

6)臨界溫度如馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度Ms、馬氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束溫度Mf、貝氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度Bs、奧氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度(Ac)和奧氏體轉(zhuǎn)變臨界溫度(Ac和Accm)可直接從膨脹試驗(yàn)、等溫轉(zhuǎn)變/時(shí)溫轉(zhuǎn)變(IT/TTT)圖、連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變(CCT)圖或連續(xù)加熱轉(zhuǎn)變(CHT)圖中獲得,也可以使用商業(yè)軟件包(如THERMOCALC、PANDAT或JMAT-PRO)進(jìn)行計(jì)算。

7)擴(kuò)散型動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)可從膨脹試驗(yàn)、TTT/ CCT/CHT曲線中提取,或使用基于經(jīng)驗(yàn)或熱力學(xué)/動(dòng)力學(xué)理論的方法進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于像馬氏體相變這樣的非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變,從TTT/CCT曲線或通過(guò)計(jì)算(K-M公式等)獲得 Ms和Mf溫度,近年來(lái)隨著研究人員對(duì)馬氏體相變的深人研究,相變動(dòng)力學(xué)模擬也有了新的進(jìn)展。

8)應(yīng)力在精確模擬淬火過(guò)程中的內(nèi)應(yīng)力變化時(shí)彈性模量非常重要,尤其是在預(yù)測(cè)殘余應(yīng)力、畸變、淬火裂紋時(shí),模量參數(shù)可以通過(guò)多種方式確定,常用的方法是進(jìn)行拉伸、彎曲或扭轉(zhuǎn)等機(jī)械試驗(yàn),或使用熱模擬試驗(yàn)機(jī)(如Gleeble、MTS系統(tǒng)等)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。對(duì)于彈塑性和黏(彈)塑性材料模型來(lái)說(shuō),主要區(qū)別在于它們對(duì)屈服和變形速率的處理。模擬中常用的是與速率無(wú)關(guān)的彈塑性模型,模型的基本材料數(shù)據(jù)是應(yīng)力應(yīng)變曲線,可通過(guò)實(shí)驗(yàn)或JMATPRO等商用軟件進(jìn)行計(jì)算。

9)換熱系數(shù)是描述熱處理冷卻過(guò)程模擬中傳熱現(xiàn)象的一個(gè)重要參數(shù),反映工件表面熱量向介質(zhì)傳遞的速率,可直觀地反映介質(zhì)的冷卻特性,與淬火冷卻介質(zhì)的冷卻能力、材料本身和表面狀態(tài)緊密相關(guān)。其中淬火冷卻介質(zhì)冷卻能力的評(píng)價(jià)方法主要有以下兩種:硬化能力測(cè)試法,如Grossman的淬火烈度H值,是通過(guò)測(cè)量硬度的方法確定在標(biāo)準(zhǔn)條件下工件淬火后表面生成馬氏體的厚度,以評(píng)價(jià)淬火冷卻介質(zhì)的冷卻能力。冷卻能力測(cè)試法,是通過(guò)測(cè)量淬火過(guò)程的冷卻曲線,獲得冷卻時(shí)間、冷卻速率、工件溫度等特性參數(shù)的變化,以計(jì)算淬火冷卻介質(zhì)的冷卻能力,近年來(lái)該方法被普遍采用。