热处理过程的模拟(3)

5)碳扩散系数取决于材料的碳浓度、化学成分等,可采用Arrhenius 方程表示。

6)临界温度如马氏体转变开始温度Ms、马氏体转变结束温度Mf、贝氏体转变开始温度Bs、奥氏体转变开始温度(Ac)和奥氏体转变临界温度(Ac和Accm)可直接从膨胀试验、等温转变/时温转变(IT/TTT)图、连续冷却转变(CCT)图或连续加热转变(CHT)图中获得,也可以使用商业软件包(如THERMOCALC、PANDAT或JMAT-PRO)进行计算。

7)扩散型动力学模型参数可从膨胀试验、TTT/ CCT/CHT曲线中提取,或使用基于经验或热力学/动力学理论的方法进行计算。对于像马氏体相变这样的非扩散型转变,从TTT/CCT曲线或通过计算(K-M公式等)获得 Ms和Mf温度,近年来随着研究人员对马氏体相变的深人研究,相变动力学模拟也有了新的进展。

8)应力在精确模拟淬火过程中的内应力变化时弹性模量非常重要,尤其是在预测残余应力、畸变、淬火裂纹时,模量参数可以通过多种方式确定,常用的方法是进行拉伸、弯曲或扭转等机械试验,或使用热模拟试验机(如Gleeble、MTS系统等)进行数据采集。对于弹塑性和黏(弹)塑性材料模型来说,主要区别在于它们对屈服和变形速率的处理。模拟中常用的是与速率无关的弹塑性模型,模型的基本材料数据是应力应变曲线,可通过实验或JMATPRO等商用软件进行计算。

9)换热系数是描述热处理冷却过程模拟中传热现象的一个重要参数,反映工件表面热量向介质传递的速率,可直观地反映介质的冷却特性,与淬火冷却介质的冷却能力、材料本身和表面状态紧密相关。其中淬火冷却介质冷却能力的评价方法主要有以下两种:硬化能力测试法,如Grossman的淬火烈度H值,是通过测量硬度的方法确定在标准条件下工件淬火后表面生成马氏体的厚度,以评价淬火冷却介质的冷却能力。冷却能力测试法,是通过测量淬火过程的冷却曲线,获得冷却时间、冷却速率、工件温度等特性参数的变化,以计算淬火冷却介质的冷却能力,近年来该方法被普遍采用。