Symulacja numeryczna obróbki cieplnej odlewu ze staliwa i jej weryfikacja doświadczalna

Abstract

The problem of the heat treatment technology of cast steel with use of modern simulation tools is important to the today’s engineer. The main purpose of thesis was experimental verification of the numerical simulation results of L500-II carbon cast steel heat treatment. In accordance to the assumption, a computer simulation of the heat treatment process was carried out using the Visual-Weld (Sysweld) software. Experimental tests, during which the cooling curves were recorded, were carried out simultaneously. After conducted quenching in water, the hardness distribution on the cross-section of the sample was examined, as well as the microstructure in selected areas, using a light microscope and ImageJ software. It was shown, that the results of the numerical simulation are different from those obtained in the experiment.

Zagadnienie technologii obróbki cieplnej staliwa z wykorzystaniem nowoczesnych narzędzi symulacyjnych ma istotne znaczenie dla współczesnego inżyniera. Zasadniczym celem pracy była weryfikacja doświadczalna wyników symulacji obróbki cieplnej staliwa węglowego L500-II. Zgodnie z założeniem przeprowadzono symulację komputerową procesu hartowania z wykorzystaniem oprogramowania Visual-Weld (Sysweld). Równolegle wykonano badania doświadczalne, w czasie których zarejestrowano krzywe chłodzenia. Po hartowaniu przeprowadzonym w wodzie badano rozkład twardości na przekroju próbki, a także mikrostrukturę w wybranych obszarach z wykorzystaniem mikroskopu świetlnego oraz oprogramowania ImageJ. Weryfikację wyników symulacji komputerowej wykonano, zestawiając ze sobą dane, takie jak rozkład temperatury w próbce podczas chłodzenia, rozkład twardości oraz udział składników fazowych. Wykazano, że wyniki z przeprowadzonej symulacji numerycznej odbiegają od uzyskanych w doświadczeniu, szczególnie w obszarze blisko powierzchni stygnięcia.