Когда такой материал, как сталь или чугун, подвергается нагреванию или охлаждению при повышенной температуре, могут произойти металлургические фазовые преобразования. Модуль обработки металла - это дополнительный продукт к программному обеспечению для моделирования COMSOL Multiphysics®, который помогает изучить, как эти фазовые преобразования влияют на механические и тепловые свойства материалов. Модуль включает в себя функциональность для моделирования фазовых преобразований, которые являются преднамеренными (например, при закалке и науглеворении стали) и вводимыми непреднамеренно (например, в аддитивном производстве и сварке), а также функциональность для отжига. Встроенные мультифизические возможности помогают повысить производительность компонента за счет оптимизации фазового состава.
Стальная закалка Откалка стали - это процесс термической обработки, при котором стальные детали, которые были нагреты до полностью аустенитного состояния, быстро охлаждаются. Закалка стали также является мультифизическим процессом, поскольку он включает в себя сочетание разложения аустенита, теплопередачи и структурного анализа. Модуль обработки металла предоставляет специализированные функции и функциональные возможности для облегчения настройки модели для этого мультифизического процесса. После проведения анализа вы можете изучить фазовые составы и влияние скорости охлаждения на окончательные искажения и остаточные напряжения во время закалки компонента. Эти результаты дают представление об эффективности определенного утокаюша и о том, как физическая геометрия компонента влияет на достижимый фазовый состав в его интерьере.
Нагруборосная Процесс науглерожения включает в себя нагрев стального компонента и воздействие его на богатую углеродом среду, такую как угарный газ. Диффузия углерода из окружающей среды происходит через границу и в материал с помощью зависящего от времени процесса диффузии. Проведение анализа науглерожения помогает обеспечить правильное выполнение процесса. Науглеворизация с последующим закалкой может вызвать сжимающие напряжения на поверхности компонента, что помогает снизить риск усталости.
Отжигание Часто необходимо моделировать нагрев стали, подвергшейся пластической деформации. При воздействии достаточно высоких температур сталь теряет свое предыдущее рабочее упрочнение, и этот эффект должен быть включен в вычислительную модель. Модуль обработки металла в сочетании с модулем нелинейных конструкционных материалов обеспечивает возможности моделирования отжига. Они позволяют указать температуру отжига; при этой температуре или выше предыдущее упорчнение стали устраняется путем сброса переменных пластикового укарка. Эта возможность моделирования особенно ценна в сценариях, связанных с тепловым циклом, таких как многопроходная сварка. В этих ситуациях на состояние остаточного напряжения материала значительно влияет его пластическая история.
