Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: metoda dwóch prędkości

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Modelowanie procesu pulsacyjnego nawęglania stali

Zajusz M., Tkacz-Śmiech K., Dychtoń K., Wierzba B., Danielewski M.

Inżynieria Materiałowa

2013

Vol. 34, nr 6

916--920

Nawęglanie gazowe jest jednym z najczęściej stosowanych procesów obróbki stali, w trakcie którego w warstwie wierzchniej podłoża powstaje utwardzona strefa wzbogacona w węgiel. Tworzenie warstwy zachodzi w wyniku procesów dyfuzyjnych i dlatego ich zrozumienie jest konieczne dla uzyskania pełnej kontroli nad przebiegiem procesu. Większość stosowanych obecnie modeli transportu masy w fazie stałej wykorzystuje jedynie najprostszą, jednowymiarową formę równań dyfuzji (II prawo Ficka) ze zmiennym współczynnikiem dyfuzji. W tej pracy przedstawiono model dyfuzji węgla w stali, uwzględniający dwie prędkości w materiale: prędkość dyfuzyjną zależną od gradientu potencjału dyfuzyjnego i niezależną od układu odniesienia oraz prędkość dryftu wspólną dla wszystkich składników. Proponowany model został zaimplementowany w programie komputerowym umożliwiającym obliczenia profilu węgla w elemencie poddanym obróbce. Możliwości programu wykorzystano w symulacji procesu pulsacyjnego nawęglania stali, prowadzonego przez powtarzające się cykle nawęglania (nasycania) i dyfuzji (wyżarzanie). Uzyskane wyniki potwierdzają, że program umożliwia dobór parametrów procesu, w którym ma być uzyskany określony profil węgla w warstwie wierzchniej materiału. Przeprowadzono szereg eksperymentów komputerowych, które pozwoliły sformułować wnioski o istotnym znaczeniu dla technologii nawęglania. W szczególności pokazano, że podobny profil węgla można uzyskać, prowadząc proces zarówno w powtarzających się krótkich cyklach, jak i w jednym cyklu nawęglania połączonym z wyżarzaniem. Jednocześnie całkowity czas procesu i czas wyżarzania, a także liczba cykli zależą od długości cyklu nawęglania. Liczba koniecznych cykli i całkowity czas procesu maleją z wydłużeniem cyklu nawęglania, ale sumaryczny czas nasycania rośnie.

Gas carburizing is a widely used heat treatment process in which carbon is transferred into steel. The hardening reliability should involve an active control of mass transfer during the process and this is why understanding and modelling of diffusion in solids is so essential. The currently used models are often based on the simplest, one-dimensional form of the diffusion equation in which diffusivity depends on composition. The objective of this work has been to develop a model of carbon diffusion in multicomponent alloy subjected to pulse carburizing. The model is based on Darken method (bi-velocity method) in which the diffusion velocity depends on diffusion potential gradient and is independent of the choice of the reference frame while the drift velocity is common for all steel components and carbon. The model allows predicting the kinetics of carbon transfer at various time dependent treatment conditions. The present approach is applied to model the pulse carburizing carried out by repeating alternately a carburization stage, in which carburizing gas is supplied into a carburizing chamber, and a diffusion stage, in which the carburizing gas is exhausted (vacuum). The numerical calculations are made for varies carburization and diffusion periods and the results are used to predict the carburization progress. On the basis of the series of computer experiments the findings that are important to designing the carburizing technology have been formulated.

Modelowanie i symulacje obróbki cieplno-chemicznej superstopów na bazie niklu

Tkacz-Śmiech K., Wierzba B., Nowotnik A., Danielewski M.

Inżynieria Materiałowa

2012

Vol. 33, nr 6

613--617

Modyfikacja warstwy wierzchniej metali i stopów na drodze obróbki cieplno- chemicznej prowadzi do wytworzenia strefy dyfuzyjnej o złożonej morfologii. W pracach poświęconych temu zagadnieniu wprowadza się pojęcie noszona na diagram równowagi fazowej, która pozwala odtworzyć zmiany średniego składu chemicznego w przekroju strefy dyfuzyjnej, w kierunku równoległym do strumienia masy. Łączy punkty reprezentujące wyjściowe składy chemiczne badanej pary dyfuzyjnej i może przechodzić przez pola stabilności czystych faz oraz pola równowagi dwóch i trzech faz. W prezentowanej pracy przedstawiono spójny model dyfuzji wzajemnej w układzie trójskładnikowym, który pozwala wyznaczyć ścieżkę dyfuzji i przewidywać zmiany stężenia pierwiastków w przekroju pary dyfuzyjnej. Model bazuje na obliczeniach strumieni dyfuzji poszczególnych składników z zastosowaniem metody dwóch prędkości, postulującej istnienie lokalnej prędkości dryftu w materiale. W obliczeniach wykorzystano model pól fazowych, co pozwoliło uwzględnić transport masy przez wszystkie fazy, jakie mogą się tworzyć w układzie (również w obszarze dwufazowym). Proponowany model został zilustrowany na przykładzie dyfuzji w potrójnym układzie Ni-Cr-Al o szczególnym znaczeniu w badaniach nad otrzymywaniem, stabilnością i budową warstw aluminidkowych na superstopach niklu. Wyznaczono ścieżkę dyfuzji oraz profil zmian składu chemicznego w przekroju próbki (rys. 1), a uzyskane rezultaty porównano z danymi eksperymentalnymi. Wyniki potwierdzają, że w badanym układzie w procesie dyfuzji mogą się tworzyć obszary dwufazowe o złożonej morfologii.

When a surface layer of metal or metallic alloy is subjected to thermochemical modification, then a diffusion zone of complex morphology can grow. In the papers dedicated to that problem, a concept of diffusion path is introduced. For ternary systems, it is a curve plotted on the isothermal section of the phase diagram, which allows predicting the element-distribution profiles in the direction parallel to mass transport. It connects the initial terminal compositions of the diffusion couple and can cross both single- and two- or three-phase fields. In this work, a consistent description of interdiffusion in the ternary system is presented. It allows predicting diffusion path and element-distribution profiles along x-axis parallel to the mass transport direction. In the proposed model, the mass fluxes of all elements are calculated with application of bivelocity method, predicting an existence of the local drift in the material. The mass transport through all phases which can grow in the system is considered. The current model has been applied to Ni-Cr-Al system of special interest in the studies on technology, stability and structure of aluminide layers on nickel superalloys. The diffusion path and element-distribution profiles have been calculated (Fig. 1). The results have been compared with experimental data. They confirm that the two-phase zone of complex morphology can really grow in the system under consideration.