COMSOLMultibyhy188金宝搏优惠sics®版本5.5的释放包括用于研究热处理过程的金属加工模块，如淬火和渗碳。该模块包括在钢和铸铁等材料中模拟相换和相关现象的特征和功能。它可以与结构力学和传热模块组合，以使热处理期间的部件中的残余应力和变形。了解本博客文章中的金属处理模块。
什么是相变？
当像钢一样的铁合金被加热在一定的温度以上时，它变成γ-相铁，也称为奥氏体。在碳钢中，该冶金相的存在于约730℃的温度以上，其中材料仍处于固态。在冷却时，奥氏体分解成不同晶体结构的相位，并且重要的是不同的机械性能。阶段的确切混合物，或相组成，将取决于冷却率和合金的化学成分。如果冷却速度足够高，非常难以马氏体将形成，较低的冷却速率，较软的阶段铁素体和珠光体可能形成。
在制造钢部件期间，以受控方式使用加热和冷却以获得所需的机械性能。例如，在汽车行业中，轴承座，齿轮，曲轴和凸轮轴等部件进行热处理以获得硬度和耐用的表面，同时保持相对柔软的内部。在剑区中可以找到更老的热处理应用。日本katana是一个很好的小心进入淬火过程的例子。这个想法是用锋利和坚硬的边缘生产剑，以及弹性脊柱。它是通过在淬火期间绝缘而不是边缘来实现的，以限制内部的冷却速率，这产生硬马氏体边缘和软珠光体内部 - 一种调用的过程差分淬火。
17世纪的日本卡塔纳斯，其特色曲面形状和单边刀片（伯尔尼历史博物馆）。图片由Rama - 自己的工作。许可cc by-sa 2.0 fr， 通过Wikimedia Commons.。
金属加工模块概述
金属加工模块带来两个新的物理界面，金属相变和奥氏体分解，用于分析冶金相变。这两种接口都提供了模型扩散的功能以及位移相变。
该模块在与传热模块结合时提供更复杂的传热功能，能够计算有效的热材料特性以及相变潜热和热辐射的影响。类似地，通过将其与结构力学模块及其附加模块相结合，可以计算残余应力，相变菌株和变形。金属加工模块界面还可以计算有效的机械材料特性和现象，如转化诱导的可塑性（跳闸），并且可以包括热菌株。
金属相变界面
这金属相变界面用于研究在加热或冷却期间在钢的材料中发生的冶金相变。该接口提供了两个功能：冶金阶段和相变。
这冶金相位功能用于定义：
- 初始相位分数
- 阶段的材料特性
这相变功能用于定义：
- 源阶段
- 目的地阶段
- 输入数据和设置，其定义目的地相位如何以源阶段为代价
提供了三种类型的相变模型相变特征：
- Leblond-deaux模型
- Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov（JMAK）模型
- Koistinen-Marburger模型
前两种模型适用于扩散控制的相变，例如当奥氏体分解成铁氧体时。最后一个模型适合于模拟位移（扩散）马氏体相变。除了这些模型之外，您还可以定义自己的相位转换模型。COMSOLMultiPhysics®中的直观用户界面允许您在模188金宝搏优惠型中定义阶段和相位转换。下图显示了一个示例设置相变特征。它使用基于扩散的Leblond-devaux.模型描述如何冶金阶段1转化为冶金阶段2。这里，输入数据包括温度相关的函数FUNC1.和Func2.。
使用LEBLOND-DEVAUX模型的相位转换的设置冶金阶段1和冶金阶段2作为源和目的阶段。
当。。。的时候金属相变接口添加，两个冶金阶段节点和一个相变节点会自动生成。这是建立此类模型的最低要求。然后，您可以在模型中定义任意数量的附加阶段和相位转换。
奥氏体分解界面
这奥氏体分解接口是基于金属相变界面，但专门用于模拟钢的淬火。添加此接口时，冶金阶段和相变模型构建器树节点，表示奥氏体分解期间最常见的相变的变换。
多士功能
在许多实际情况下，相变诱导残余应力和变形。例如，正在淬火的钢部件将体现表面上的最高冷却速率，而内部将慢慢冷却。这种不均匀的冷却是重要的，因为它产生了应力和相变菌株的不均匀分布。
金属加工模块提供两个多体耦合节点，以便于耦合固体热传递和坚实的力学接口。这相变潜热多体耦合用于包括在冶金相变期间释放或吸收的热量。这相变应变多体耦合用于包括单个冶金阶段的跳闸，可塑性和热菌株。
多体性联轴器可以与两个金属相变和奥氏体分解接口。此外，金属加工模块界面可以计算有效的机械材料特性，这些结构可以透明地使用固体热传递那坚实的力学以及模型中的其他接口。
相变的计算，耦合到传热和固体力学。
钢淬火示例
当您使用上面呈现的功能时，例如，可以执行传输组件的钢淬火模拟。例如，让我们考虑渗碳和随后淬火钢齿轮。
在渗碳期间，碳扩散到齿轮的表面中，这会影响马氏体转化的开始。模拟油中的淬火，并计算最终相成分，残余应力和失真。结果表明，高剩余压缩应力出现在齿轮的根部。要自己尝试这个例子，请看钢齿轮的渗碳和淬火模型。
钢齿轮的渗碳和淬火：计算的碳含量（左）和残余应力（右）。
其他应用金属加工模块
金属处理模块提供的功能不限于钢和铸铁等铁基合金。例如，基于钛的\ alpha - \ beta双相合金Ti-6AL-4V，常用于添加剂制造，显示可以使用的相换模拟金属相变界面。实现任意数量和扩散和/或移位相转换的可能性适用于模拟溶解和形成\α和\材料中的阶段。
用于金属处理模块的另一个应用是焊接期间的热影响区域（HAZ）的详细分析。众所周知，熔池附近的基材受到来自焊接工艺的热量的影响，并且该相变化将导致焊缝中的扭曲和残余应力产生扭曲和残余应力。
下一步
通过点击下面的按钮，了解有关用于建模金属处理模块中的冶金相变的专用功能的信息：
评论（0）