CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU Q TRÌNH TƠI THÉP TRONG DUNG DỊCH POLYME BẰNG MÔ PHỎNG SỐ
3.3.2. Khai báo các thông số của vậtliệu
Trong tính tốn mơ phỏng, mơ hình PTHH trên hình 3.4 phải được xác định rõ ràng về vật liệu sử dụng, tức là nó phải được gán một bộ thơng số đầy đủ về các tính chất cơ – nhiệt – kim loại học của vật liệu. Với lưu ý rằng, bài tốn mơ phỏng q trình xử lý nhiệt nói chung, q trình tơi nói riêng sẽ nghiên cứu trong sự thay đổi liên tục các tính chất của vật liệu từ trạng thái ở nhiệt độ tôi đến trạng thái nguội hồn tồn. Nghĩa là các
tính chất của vật liệu không phải là hằng số mà là hàm số của cả nhiệt độ và tổ chức kim loại. Trong luận án này, vật liệu được tác giả sử dụng là thép OL 100Cr1,5 (tương đương
với mác 100Cr6 theo tiêu chuẩn DIN 17230 của CHLB Đức) và có các thơng số cơ – nhiệt – kim loại học như thể hiện trên các hình từ hình 3.6 đến hình 3.12.
Điểm đặc biệt của bài tốn xử lý nhiệt kim loại so với các bài tốn cơ học thơng thường là các thông số cơ – nhiệt – kim loại học của vật liệu phụ thuộc vào tổ chức cụ thể của chúng và đồng thời là hàm số của nhiệt độ. Nghĩa là tại bước tính ở thời điểm ti, máy tính sẽ xác định nhiệt độ Ti và tổ chức của kim loại Pi tại các nút và phần tử ở thời điểm đó, thông qua các hàm số cơ – nhiệt như biểu diễn trên các hình từ hình 3.6 đến hình 3.12 máy tính sẽ xác định chính xác các giá trị của các thơng số cơ – nhiệt tương ứng để phục vụ cho bước tính ở thời gian ti+1 tiếp theo. Q trình tính tốn tiếp diễn liên tục từ thời điểm ban đầu (t=0) đến thời điểm kết thúc (t=tend).
Đối với các vật liệu thép, trong phần mềm Sysweld 2017.0 người ta quy ước ký hiệu của các tổ chức kim loại như mô tả trong bảng 3.1.
Bảng 3.1 Ký hiệu các tổ chức của thép trong phần mềm Sysweld 2017.0 [51]
Pha Vật liệu thép
1 Tổ chức ban đầu (ferit/peclit) 2 Tổ chức bainit
3 Tổ chức mactenxit 4 Tổ chức bainit ram 5 Tổ chức mactenxit ram 6 Tổ chức austenit
Hình 3.6 Hệ số dẫn nhiệt của thép 100Cr6 phụ thuộc vào nhiệt độ [51]
Hình 3.7 Nhiệt dung riêng của thép 100Cr6 phụ thuộc vào nhiệt độ [51]
Hình 3.9 Enthalpy của thép 100Cr6 theo nhiệt độ [51]
Hình 3.10 Mơ đun đàn hồi của thép 100Cr6 theo nhiệt độ [51]
Hình 3.12 Giới hạn chảy của thép 100Cr6 theo nhiệt độ [51]
Ngoài các tính chất của vật liệu như mơ tả từ hình 3.6 đến hình 3.12 nêu trên, các giản đồ đường cong chữ C (hình 2.2) và giản đồ CCT (hình 2.3) của thép đã nêu ở chương 2 cũng được số hóa và đưa vào “ngân hàng dữ liệu vật liệu – Material Database” của phần mềm Sysweld 2017.0 để phục vụ cho bài tốn mơ phỏng q trình xử lý nhiệt thép 100Cr6 nói chung và q trình tơi nói riêng.