Моделирование диффузионного насыщения аустенита углеродом с учетом температуры в процессе цементации

Аннотация

Венедиктов А.Н., Корешкова Е.В., Кулемина А.А.

Дата поступления статьи: 24.09.2019

В исследованиях, касающихся цементации, основное внимание уделяется почти исключительно перемещению углерода, описываемому через уравнения диффузии, часто с постоянными коэффициентами и без учета связи с температурой. Такой подход не позволяет учитывать дальнейшую диффузию углерода в заготовку в более низком температурном диапазоне на стадии, предшествующей закалке. В работе описано моделирование процесса диффузионного насыщения стали углеродом в процессе цементации с учетом влияния температуры на примере численного решения задачи цементации зубчатого колеса с использованием программы COMSOL Multiphysics. Показано, что математический расчет методом конечных элементов процесса насыщения аустенита углеродом при цементации дает хорошее согласование с экспериментальными данными, а методы конечно-элементного анализа могут применяться для многофакторного расчета содержания углерода в аустените после диффузионного насыщения

Ключевые слова: диффузия углерода, цементация, COMSOL Multiphysics, численное моделирование, распредение углерода, науглероживание, закон диффузии Фика, массоперенос, теплопередача, зубчатое колесо, метод конечных элементов

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

`