Asianmukaisten sammutusvälineiden valinta on ratkaisevan tärkeää halutun lämpökäsittelyn tulosten saavuttamiseksi. Oikeat laskelmat auttavat määrittämään jäähdytysnopeuden, kovuuden ja jäännösjännitykset metallissa. Tässä artikkelissa hahmotellaan olennaisia laskelmia, joita käytetään sammutusaineen valinnassa ja lämmönkäsittelyn tulosten ennakoinnissa.

Jäähdytysnopeuden laskeminen

Jäähdytysnopeus sammutuksen aikana vaikuttaa metallien mikrorakenteeseen ja mekaanisiin ominaisuuksiin. Se lasketaan ajan myötä vallitsevan lämpötilaeron perusteella. Peruskaava on:

Jäähdytysnopeus = (initiaalinen lämpötila - lopullinen lämpötila) / aika

Jäähdytysnopeuden tarkka mittaus auttaa valitsemaan haluamansa kovuuden tuottavan median aiheuttamatta vääristymiä tai halkeamia.

Lämmönsiirtokerroin

Lämmönsiirtokerroin (h) osoittaa, kuinka tehokkaasti lämpö poistetaan metallipinnasta. Se riippuu sammuttavasta aineesta ja olosuhteista. Se lasketaan Newtonin Jäähdytyslain avulla:

]Q = h * A * (T pinta - T keskitaso)

Jos Q on lämpövirta, A on pinta-ala, T pinta on metallin pintalämpötila, ja T medium on sammuttavan aineen lämpötila.

Kovuusennustus

Lopullisen kovuuden ennustamiseen lämpökäsittelyn jälkeen kuuluu jäähdytyskäyrän ja mikrorakenteen muuntumisen laskeminen. Jominy-pääte-kinkki -testillä saadaan usein yhdistettyä jäähdytysnopeus kovuustasoon.

Kovuus voidaan arvioida jäähdytysnopeuden ja teräskoostumuksen perusteella käyttämällä kokeellisista tiedoista saatuja empiirisiä kaavoja tai kaavioita.

Lisälaskelmat

Myös jäännöspaineet ja vääristymät ovat tärkeitä näkökohtia. Laskelmissa on mukana lämpötilagradientteihin ja materiaaliominaisuuksiin perustuva stressianalyysi. Nämä auttavat optimoimaan sammutusparametrien minimointia.