Οι κατάλληλοι υπολογισμοί βοηθούν στον προσδιορισμό των ρυθμών ψύξης, σκληρότητας και υπολειμματικών τάσεων στα μέταλλα. Αυτό το άρθρο περιγράφει τους βασικούς υπολογισμούς που χρησιμοποιούνται για την επιλογή των μέσων απόσβεσης και την πρόβλεψη των αποτελεσμάτων θερμικής επεξεργασίας.

Υπολογισμός του ρυθμού ψύξης

Ο ρυθμός ψύξης κατά τη διάρκεια της απόσβεσης επηρεάζει τη μικροδομή και τις μηχανικές ιδιότητες των μετάλλων. Υπολογίζεται με βάση τη διαφορά θερμοκρασίας με το χρόνο. Ο βασικός τύπος είναι:

Συντελεστής Συναρμογής = (Πρωτογενής Θερμοκρασία - Τελική Θερμοκρασία) / Χρόνος

Η ακριβής μέτρηση των ρυθμών ψύξης βοηθά στην επιλογή μέσων που παρέχουν την επιθυμητή σκληρότητα χωρίς να προκαλούν στρεβλώσεις ή ρωγμές.

Συντελεστής μεταφοράς θερμότητας

Ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας (h) δείχνει πόσο αποτελεσματικά η θερμότητα αφαιρείται από την επιφάνεια του μετάλλου. Εξαρτάται από το μέσο απόσβεσης και τις συνθήκες.

Q = h * A * (T surface - T medium)

Όπου Q είναι η ροή θερμότητας, Α είναι η επιφάνεια, T επιφάνεια είναι η θερμοκρασία της επιφάνειας του μετάλλου, και T medium είναι η θερμοκρασία του μέσου απόσβεσης.

Πρόβλεψη Σκληρότητας

Η πρόβλεψη της τελικής σκληρότητας μετά τη θερμική επεξεργασία περιλαμβάνει τον υπολογισμό της καμπύλης ψύξης και του μετασχηματισμού μικροδομής. Τα δεδομένα δοκιμής τελικής δίνης Jominy χρησιμοποιούνται συχνά για να συσχετίσουν τα ποσοστά ψύξης με τα επίπεδα σκληρότητας.

Η σκληρότητα (HRC) μπορεί να εκτιμηθεί με βάση το ρυθμό ψύξης και τη σύνθεση χάλυβα χρησιμοποιώντας εμπειρικούς τύπους ή διαγράμματα που προέρχονται από πειραματικά δεδομένα.

Συμπληρωματικοί υπολογισμοί

Οι υπολογισμοί περιλαμβάνουν ανάλυση ακραίων καταστάσεων με βάση τις βαθμίδες θερμοκρασίας και τις ιδιότητες υλικού.