منوی دسته بندی

هیچ محصولی در سبد خرید نیست.

شبیه‌سازی فرآیند کربوره کردن در نرم‌افزار کامسول

یکی از متداول‌ترین روش‌های سخت‌کاری سطحی قطعات فولادی کم کربن، عملیات کربوره کردن یا کربن‌دهی (Carburization) است که به واسطه‌ی آن مقاومت به سایش و استحکام بالایی در سطح قطعه حاصل می‌شود. در این جلسه مدلی از شبیه‌سازی فرآیند کربوره کردن چرخدنده‌ای فولادی به کمک نرم‌افزار کامسول مورد بررسی قرار گرفته است. به کمک نرم‌افزار کامسول و قابلیت‌های آن در کوپل ماژول‌های مختلف، می‌توان پارامترهای مؤثر بر فرآیند را بررسی نمود.

ازجمله این پارامترها می‌توان به نرخ سرد شدن، نرخ نفوذ و انتقال جرم، زمان کربن‌دهی اشاره کرد. همچنین می‌توان میزان کربن نفوذی، میزان تنش‌های باقیمانده و میزان مارتنزیت تشکیل شده در هر مختصات مکانی از قطعه را بررسی نمود. برای شبیه‌سازی این فرآیند از ماژول Metal Processing کمک گرفته شده است.

فرآیند کربوره کردن قطعات فولادی چگونه انجام می‌شود

عملیات حرارتی کربوره کردن یا کربن‌دهی منجر به افزایش درصد کربن سطح قطعه فولادی شده و سختی سطحی مناسب حاصل می‌شود. در این عملیت، ابتدا قطعه مورد نظر در محیطی غنی از کربن (به صورت مایع یا جامد و یا گاز) قرار گرفته، سپس تا منطقه دمایی آستنیت حرارت داده شده (حدودا 900 درجه سانتی‌گراد) و برای مدت زمانی در این دما نگه داشته می‌شود. با نفوذ کربن به داخل سطح قطعه، سطح آن غنی از کربن شده و در عین حال مغز آن همان میزان کربن اولیه را داراست. در ادامه با کوئنچ کردن قطعه کربن‌دهی شده، در سطح آن ساختاری ماتنزیتی حاصل می‌شود که دارای سختی مناسبی است.

نتایج قابل مشاهده پس از شبیه‌سازی فرایند کربوره کردن در نرم‌افزار کامسول

تنش های باقیمانده پس از کربوره کردن و کوئنچ

مارتنزیت تشکیل شده پس از کربوره کردن و کوئنچ

مقدار کربن نفوذی پس از کربوره کردن

علت ضروری بودن شبیه‌سازی فرایند کربوره کردن در نرم‌افزار کامسول

نرخ و سرعت سرد شدن از مهمترین پارامترهایی است که بسیار بر روی خواص و ریزساختار نهایی قطعه کربوره و کوئنچ شده تاثیرگذار است. همچنین نرخ انتقال جرم و زمان کربن‌دهی از دیگر موارد تاثیرگذار بر فرآیند می‌باشند. میزان کربن نفوذی و عمق لایه کربوره نیز پس از فرآیند باید مورد ارزیابی قرار گیرند. از آن‌جایی که استحاله مارتنزیتی در حین کوئنچ کردن منجر به اعوجاج و تنش‌های باقیمانده در قطعه می‌شود، میزان مارتنزیت تشکیل شده نیز باید مورد بررسی قرار گیرد. بنابراین، پیش‌بینی و کنترل فرآیند کربوره کردن قطعات فولادی از اهمیت بالایی برخوردار است. از آن‌جایی که سعی و خطای آزمایشگاهی زمان‌بر و هزینه‌بر است، امروزه مهندسین مواد به کمک نرم‌افزارهایی همچون کامسول به مدلسازی و شبیه‌سازی فرآیندهای رایج در علم مهندسی مواد روی آورده‌اند. با شبیه‌سازی فرآیند کربوره کردن در نرم‌افزار کامسول و بررسی دقیق پارامترها، می‌توان در کمترین زمان و با هیچ هزینه‌ای پارامترهای مؤثر بر فرآیند را بررسی نمود و حتی به نتایج بهینه دست یافت.

منبع: محمدعلی گلعذار، اصول و کاربرد عملیات حرارتی فولادها و چدن ها، انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان

ماژول Metal Processing، یک ماژول جدید در نرم‌افزار کامسول

ماژول Metal Processing برای مدلسازی پدیده‌های فیزیکی مختلف مرتبط با عملیات حرارتی فلزات مورد استفاده قرار میگیرد. با استفاده از این ماژول، شما می‌توانید بررسی کنید که چگونه تحولات فازی متالورژی باعث تغییر ریزساختار فلزات در طی عملیات حرارتی و سرد کردن می‌شوند. به عنوان مثال، فرآیند کوئنچ گیربکس فولادی خوردو که ریزساختار به گونه ای طراحی شده که نیازهای خاص در مورد استحکام و دوام برآورده شود. مثال‌های دیگر شامل مطالعه تحولات فازی است که در طی ساخت افزایشی فلزات رخ می‌دهد و تحولات فازی در منطقه تحت تاثیر حرارت در حین جوشکاری.

در ماژول Metal Processing 5 فیزیک وجود دارد:

  • ماژل Metal Phase Transformation برای مطالعه تحولات فازی نفوذی و غیرنفوذی در مواد.
  • ماژول Austenite Decomposition برای مطالعه سرد کردن فولاد از فاز آستنیت.
  • ماژول Heat Transfer with Phase Transformation برای مدلسازی فرآیند حرارتی تحولات فازی متالورژی.
  • ماژول Steel Quenching برای مدلسازی فرآیند حرارتی و مکانیکی کوپل شده با تحولات فازی متالورژی.
  • ماژول Carburization برای مطالعه عملیات حرارتی کربوره کردن.

قدم اول یادگیری

برای شروع فرایند یادگیری نرم‌افزار کامسول قاعدتاً قبل از هر چیز نیاز است تا این نرم‌افزار را بر روی سیستم خود نصب نمایید. برای شروع نصب می‌توانید از اینجا از راهنمای نصب کامسول در سایت کامسولینک استفاده کنید. برای دسترسی به ماژول Metal Processing نیاز به لایسنس اختصاصی می‌باشد.

اگرچه در تمامی آموزش‌ها تلاش بر این بوده تا کار با ابزارهای مورد نیاز نرم‌افزار آموزش داده شود، اما اگر قصد دارید به خوبی بر نرم‌افزار مسلط شوید حتما دوره مقدماتی را از اینجا تماشا کنید.

انجام و آموزش پروژه کامسول

به منظور انجام پروژه کامسول

ضبط آموزش اختصاصی برای فراگیر

پشتیبانی کامل از آموزش

فرزانه مقصودی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *