Программное обеспечение для расчета и прогноза теплофизических и прочностных характеристик закалки

Аппаратное исполнение установки

Структура и функциональные параметры установки

Установка включает в себя:

- блок аналого-цифрового преобразования показаний 1-8 хромель-алюмелевых термопарных датчиков и акустического гидрофона с частотой до 10 измерений в сек;

- программное обеспечение для снятия данных с выхода блока регистрации, их обработки для построения графических зависимостей T(τ), dT(τ), A(τ, f, τ) и др.(T-температура,τ- время, dT- скорость охлаждения, A и f - интенсивность и частота акустического шума), а также другие статистические параметры процесса в табличной форме;

- программное обеспечение для расчета температурных полей в образце и характеристик процесса нестационарного теплообмена (плотность теплового потока, коэффициент теплоотдачи и др.).

В состав установки входят:

- блок аналогово- цифрового преобразования сигналов датчиков;

- хромель-алюмелевые термопары в защитном чехле (d=2мм);

- акустический гидрофон;

- переносной компьютер (ноутбук);

-компактная электрическая печь для нагрева термозондов;

- блок управления режимом работы печи до Т_макс = 950 С;

- сосуд для тестируемой закалочной жидкости (V= 250- 2000 ml)/

На вход информационно-измерительной системы могут подключаться до 8хромель-алюмелевых термопар, размещаемых в контрольных точках образцов и изделий, которые подвергаются термообработке. Наличие 8 каналов для измерения температуры позволяет использовать измерительный комплекс для контроля процесса термической обработки на реальных деталях, а также тестировать охлаждающие свойства жидкостей в условиях производства.

Применяемая в установке специальная программа обработки данных IQ Lab предназначена для решения одномерных, нелинейных, прямых и обратных задач теплопроводности (ПЗТ, ОЗТ) в твердых телах классической формы: неограниченная пластина, неограниченный цилиндр и шар (в том числе полый шар) при симметричных и несимметричных граничных условиях.

Решение ПЗТ с помощью программы IQ Lab позволяет рассчитывать температурное поле и сравнивать его с термо-кинетической диаграммой структурных преобразований конкретной марки стали и производить подбор оптимальных температурных режимов закалки.

Решение ОЗТ, при наличии экспериментальных значений температуры внутри изделия в одной точке, позволяет определять, граничные условия теплообмена на поверхности стальных изделий: температуры поверхности, а также плотности теплового потока и коэффициент теплоотдачи.

Важнейшим показателем качества термообработки, наряду с прочностью изделия, является уровень внутренних напряжений в металле после закалки.На основе экспериментальных данных, полученных на измерительном комплексе, с помощью программы, разработанной в ИЭС НАН Украины можно определить напряжённо-деформированные состояния с учётом изменения химического и фазового состава материала на различных стадиях производства и эксплуатации. В основу метода положен конечно-элементные расчёты трёхмерной кинетики полей температур, напряжений, деформаций, а также структурного состояния стальных изделий при термообработке вплоть до их остаточного состояния,

В качестве примера приведен сравнительный график скорости охлаждения серебряного термозонда в воде при температуре 80⁰С и акустический шум процесса кипения.

Ниже приведена таблица продолжительности режимов кипения, определенных по графику акустики кипения, в процессе охлаждения термозонда.

№ п/п	Режим кипения	Начало кипения, сек	Конец кипения, сек	Продолжительность кипения, сек
	Пленочное
	Пузырьковое

Оглавление

№№ пп	Наименование раздела	Страница
	ВВЕДЕНИЕ
	Отпуск сплавов, предварительно прошедших закалку с полиморфным превращением
	1.1 Отпуск сплавов, закаленных на мартенсит и другие виды отпуска
	1.2 Назначение, виды отпусков сплавов, закаленных на мартенсит, структура и свойства, которые формируются
	1.3 Влияние легирования на процессы, происходящие при отпуске закаленной стали. Карбидообразование при отпуске стали
	Отпускная хрупкость
	Старение сплавов. Закалочное и деформационное старение. Назначение, типы, виды режимов. Структура и свойства, которые формируются
	Классификация сталей по структурному признаку и степени легирования. Влияниелегирующих элементов на процессы структурообразования и свойства сталей

Дата добавления: 2014-10-23