Model numeryczny procesu hartowania elementów stalowych

Opracowano algorytm numeryczny z przeznaczeniem do symulacji zjawisk cieplnych, przemian fazowych w stanie stałym i zjawisk mechanicznych w procesach hartowania stali. Algorytm oparty jest na rozwiązywaniu równania różniczkowego Fouriera-Kirchhoffa oraz równań równowagi mechanicznej metodą elementów skończonych. Model przemian fazowych dla stali węglowych wykorzystuje wykresy nagrzewana i chłodzenia izotermicznego. Zbudowany program numeryczny pozwala na wyznaczanie pól temperatury, udziałów fazowych i naprężeń w dowolnym procesie hartowania. Podano wyniki symulacji procesu hartowania elementu stalowego.

---

Numerical model for simulation of thermal phenomenon, phase transformations in a solid state and mechanical phenomenon which accompany of hardening processes of steel has been elaborated in this work. Prepared model is based on the solution of the Fourier-Kirchhoff equation as well as mechanical equilibrium equations solved by using FEM. The model of phase transformations for carbon steels is based on izothermic heating and cooling diagrams. The numerical model makes possible the determination of temperature areas, phase transformations and strains of an arbitrary hardening process. The results of hardening process simulation of steel element were given.