Моделирование диффузионного насыщения углеродом аустенита, легированного хромом

Аннотация

Венедиктов А.Н., Путилова У.С., Соколов Р.А., Теплоухов О.Ю. , Гультяев Д.С.

Дата поступления статьи: 13.12.2019

Предсказание профилей концентрации углерода в зависимости от параметров цементации возможно с помощью математических моделей, большинство из которых показывают хорошие результаты для аустенита Fe-C, не затрагивая влияния легирующих элементов замещения. В работе описано моделирование c использованием метода конечных элементов процесса диффузионного насыщения аустенита системы Fe-C-Cr углеродом в ходе цементации на примере стали 15Х с учетом влияния температуры, а также приводится практическое подтверждение модели. Для численного решения задачи использовали программу COMSOL Multiphysics. Установлено, что для одностадийного режима цементации применяемая модель диффузии углерода в нелегированном аустените хорошо согласуется с экспериментальными данными для аустенита системы Fe-C-Cr стали 15Х. Для двухстадийного процесса расчет концентрации углерода в поверхностном слое имеет несколько большее отклонение от экспериментальных данных, чем на большей глубине.

Ключевые слова: диффузия углерода, COMSOL, метод конечных, науглероживание, цементация, сталь, диффузия, массоперенос, легированный аустенит, моделирование, элементов

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

`