Моделирование и исследование фазовых превращений при поверхностной индукционной закалке углеродистых сталей

Диссертация посвящена разработке комплексной электротепловой модели, сопряженной с моделями фазовых превращений при интенсивном нагреве и охлаждении углеродистых сталей, для определения и оптимизации технологических параметров индукционной поверхностной закалки цилиндрических деталей. В работе впервые получено согласованное описание структурных превращений, происходящих при нагреве со скоростями до 1000 °C/с и последующем охлаждении со скоростями до 200 300 °C/с, позволяющее качественно определять микроструктуру и конечную твердость термообработанных деталей, используя расчетные или экспериментально полученные изотермические и термокинетические диаграммы, что существенно расширяет применимость классических феноменологических подходов для условий индукционной поверхностной закалки. В результате разработанные модели позволили выполнить количественный расчёт технологических параметров индукционной закалки цилиндрических деталей из углеродистой стали диаметром от 20 до 160 мм на глубину закалки от 1 до 5 мм на частотах от 10 до 66 кГц. Расчётным путем определены оптимальные диапазоны удельной мощности от 0,6 до 4,0 кВт/см2, времени нагрева от 0,1 до 30 с, температур аустенизации от 860 до 940 °C и температур гомогенизации от 1020 до 1200 °C, при которых формируется требуемая глубина закалённого слоя при четырех различных критериях его задания. Разработанные модели расчета кинетики фазовых превращений могут быть применены не только в технологии индукционной закалки, но также и в других технологиях термообработки, таких как лазерная закалка или исследование фазовых превращений при сварке.