Modelowanie naprężeń wywołanych przemianami fazowymi w stalach.

Przedstawiono numeryczny model pozwalający przewidywać naprężenia powstające w czasie przemian fazowych zachodzących w wyrobach stalowych chłodzonych po procesach plastycznej przeróbki metali. Pełny model składa się z trzech części. Pierwsza wykorzystuje rozwiązanie równania Fouriera metodą elementów skończonych i oblicza rozkład temperatury w objętości analizowanego wyrobu. Druga część zawiera równania opisujące kinetykę przemian ferrytycznej, perlitycznej, bainitycznej i martenzytycznej dla stali węglowych. Połączenie obydwu części pozwala na przewidywanie struktury metalu po chłodzeniu i, w dalszej kolejności, rozkładu własności mechanicznych w objętości gotowych wyrobów. Trzecia część modelu wykorzystuje metodę elementów skończonych do obliczania naprężeń cieplnych oraz spowodowanych przemianami fazowymi. Przykładowe obliczenia wykonano dla chłodzenia szyn po walcowaniu na gorąco.

---

Numerical model describing stresses arising during phase transformations in steel products is presented. The full model consists of three components. The first component uses finite element solution of Fourier equation for an evaluation of the temperature field inside the sample. The second component predicts kinetics of phase transformation occurring during cooling of steel products. Coupling of these two components allows prediction of structure and properties of final products at room temperature. The third component uses elastic-plastic finite element model for prediction of stresses caused by non-uniform temperatures and by changes of volume during transformations. Typical results of simulations performed for cooling of rails after hot rolling are presented.