Расчет коэффициента диффузии углерода в сталях и его приложение в моделировании фазовых превращений и науглероживания

• Автор: Голиков, Павел Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.07, 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Диффузия углерода и контролируемые ей процессы структурообразования в сталях
1.1. Экспериментальное исследование диффузии углерода в аустените
и феррите
1.2. Модели для расчета коэффициента диффузии углерода
1.2.1. Модели для аустенита
1.2.2. Модели для феррита
1.3. Диффузия углерода в аустените и моделирование фазовых превращений в сталях
1.4. Моделирование кинетики науглероживания аустенита в газовой фазе
1.5. Выводы и постановка задач
ГЛАВА 2. Разработка модели для расчета коэффициента диффузии углерода в легированном аустените
2.1. Модель для аустенита Бе-С
2.2. Модель для аустенита Бе-С-Х
2.3. Калибровка модели
2.3.1. Аустенит Бе-С
2.3.2. Аустенит Бе-С-Х
2.3.3. АустенитБе-С-Х
2.4. Сравнение результатов расчета коэффициента диффузии углерода в легированном аустените с помощью разработанной модели и программы БЮТЛА
2.5. Результаты и выводы

ГЛАВА 3. Разработка модели для расчета коэффициента диффузии углерода в легированном феррите
3.1. Модель для феррита Бе-С-Х
3.2. Калибровка модели
3.2.1. Феррит Бе-С-Х (X = Бд №, Мо, Сг)
3.2.2 Феррит Бе-С-Х (X = Мл, Р)
3.3. Применение полученных результатов для предсказания кинетики возврата площадки текучести в автомобильных ВН-сталях
3.4. Результаты и выводы
ГЛАВА 4. Моделирование кинетики фазовых превращений в сталях
4.1. Моделирование кинетики а—>у превращения в сталях
4.1.1. Модель роста аустенитного слоя в ферритной матрице
4.1.2. Сопоставление результатов моделирования с данными, полученными по методу Б.Я. Любова
4.1.3. Рост аустенитного слоя в перлитной колонии
4.1.4. Верификация результатов расчета скорости роста аустенита в перлите
4.1.5. Кинетика превращения в случае разделения стадий роста аустенита в перлите и феррите
4.1.6. Модель общей кинетики аустенитного превращения
4.1.7. Сравнение с экспериментальными данными
4.1.8. Моделирование влияния легирования на кинетику превращения
4.2. Моделирование кинетики у-»а превращения в сталях
4.3. Результаты и выводы
ГЛАВА 5. Моделирование процесса науглероживания сталей с помощью программного пакета БнпСагЬ
5.1. Краткое описание программного пакета 8ппСагЬ

5.2. Разработка модуля SimCarb-Diffusivity для расчета коэффициента диффузии углерода в легированном аустените
5.3. Результаты расчета профилей науглероживания с использованием модуля 81тСагЬ-П1££изт1у
5.4. Результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Интерфейс программы СагЬИШ
1. Универсальная формула для расчета КДУ в аустените по заданному
химическому составу стали
2. Графическое сравнение зависимостей КДУ от концентрации углерода
3. Создание текстового файла из массива значений КДУ
4. Преобразование концентраций легирующих элементов из массовых
долей в атомные
5. Расчет параметров формул для КДУ, используемых в программе
8нпСагЬ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Копия свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ СагЫЖ!

конечном состоянии. Возможность проводить расчеты профилей концентрации дает, например, программный пакет DICTRA [56]. DICTRA интегрирована с хорошо известным пакетом Thermo-Calc [82], который, в совокупности с соответствующими базами данных, предназначен для проведения различных термодинамических расчетов.
Аналогичную возможность обеспечивает также программный пакет SimCarb, принадлежащий известной компании SKF (Швеция) и разработанный в ее германском филиале под руководством J. Gegner [81]. По сравнению с DICTRA пакет SimCarb отличается простотой применения, а также дает возможность использовать при расчетах профилей науглероживания практически все известные в настоящее время выражения для вычисления КДУ в аустените. Однако ни один из реализуемых в исходной версии SimCarb способов расчета диффузионной подвижности углерода не обеспечивает адекватного учета эффекта сложного легирования практически важных сталей элементами замещения. Этот момент значительно ограничивает предсказательную способность данного пакета, нацеленного на практическое использование инженерами соответствующего профиля.
В связи с изложенным, расширение предсказательных возможностей SimCarb путем создания специального модуля для расчета КДУ в аустените с учетом эффектов всех практически важных ЛЭЗ представляется важным с практической точки зрения.