В статье описывается новый алгоритм для прогнозирования структуры упрочняющей фазы при термической обработке высокоуглеродистых сталей. Данный подход основан на построении функции распределения зерен по их размеру для набора областей, в которых достаточно мал температурный градиент. Предлагаемый алгоритм позволяет избежать расчета образования и роста отдельного зародыша, и перейти к моделированию структуры в относительно крупной ячейке, что позволяет значительно сократить вычислительные затраты. Для решения задачи по определению функции распределения температурных полей предлагается использовать новый подход, основанный на интегральных уравнениях теплопередачи, что позволяет, с одной стороны, оценивать точность вычислений по вектору рассогласования, а с другой — естественным образом усреднять теплофизические характеристики, и решать задачу на крупномасштабных сеточных разбиениях. В силу нелинейности поставленной задачи и необходимости применения итерационных процедур, интегральные уравнения обеспечивают необходимые условия их сходимости. В результате создания специализированного программного обеспечения и проведения серии численных расчетов можно теоретически определить необходимые условия проведения термической обработки для изделий из определенной марки стали — размеры и мощность нагревающего индуктора, скорость его перемещения, тип охлаждающей жидкости и скорость ее подачи, глубину закаленного слоя и др., что в результате позволит заранее определить структуру термообрабатываемого слоя и снизить общие затраты на проведение экспериментальных работ.
展开▼
