شبیه سازی عددی گرمایی- ساختاری فرایند کوئنچ فولادها

در این تحقیق، یک مدل گرمایی- ساختاری سه بعدی برای شبیه سازی عددی فرایند سرد کردن پیوسته فولادها توسعه داده شد. مدل توسعه یافته، برای شبیه سازی فرایند سرد شدن قطعات چرخ دنده از جنس فولاد ساده کربنی 1045 و فولاد کم آلیاژ 4140 مورد استفاده قرار گرفت. ضرایب انتقال گرما حین کوئنچ در دو محیط آب و روغن توسط روش های تجربی و حل معکوس به صورت تابعی از دمای سطح ارزیابی شد. خواص ترموفیزیکی فولاد به صورت تابعی از دما و نوع فازها در نظر گرفته شد و اثر گرمای آزاد شده حین دگرگونی های فازی در مدل اعمال شد. برای اعتبارسنجی و بررسی کارایی مدل، آزمایشهای تجربی شامل ثبت تاریخچه دمایی و متالوگرافی و سختی سنجی نمونه ها انجام شد. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایشات تجربی، کارایی و دقت مدل را تایید کرد. با استفاده از مدل حاضر، ریزساختار و سختی چرخ دنده های فولادی پس از فرایند سرد کردن پیوسته در شرایط مختلف پیش بینی شد.