淬透性計(jì)算方法(預(yù)測(cè)方法)
淬透性計(jì)算的 終目標(biāo)是要建立鋼的成分(包括晶粒大小)與端淬曲線的關(guān)系。因?yàn)槎舜阍囼?yàn)法在世界各國已標(biāo)準(zhǔn)化，端淬曲線使用起來比較方便，也便于和實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較。或者說是計(jì)算端淬曲線上給定位置的硬度與成分(包括晶粒大小)的關(guān)系。給定位置的硬度包括：(1)虛擬端淬試樣水冷端的硬度(或近似取端淬距離J=1.6mm處的硬度)，稱起始硬度(InitialHardness，簡(jiǎn)稱IH)；(2)距相應(yīng)端淬樣水冷端各給定距離處的硬度，稱距離硬度(DiStance.Htardness，簡(jiǎn)稱DH)。歸結(jié)起來，由化學(xué)成分計(jì)算淬透性的方法，除簡(jiǎn)單疊加法外，主要有：(1)理想臨界直徑法(也叫乘子法)；(2)回歸方程法(也叫經(jīng)驗(yàn)公式法或?qū)嶒?yàn)式法)；(3)給定過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的臨界冷速法；(4)相變動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)與淬透性原理相結(jié)合的計(jì)算法這4種方法原則上 終都可表示為端淬曲線的形式。前兩種方法用得較多，也較為成熟。
理想臨界直徑法1945年，是由美國人波埃德(L.c.Boyd)和菲爾德(J.Field)所建立的。此法的中心內(nèi)容有3點(diǎn)。(1)起始硬度，H僅是碳含量的函數(shù)。根據(jù)霍奇和奧萊霍斯基的數(shù)據(jù)(1946年)可直接求得；(2)距離硬度DH是給定碳含量的鋼理想臨界直徑D的函數(shù)；(3)任何給定碳含量的鋼，在給定J，距離處IH/DH比值與DI是常數(shù)關(guān)系。可見，這一方法的核心是計(jì)算DI和確定相應(yīng)IH/DH比值。為便于計(jì)算DI，1982年印度人德布(P.Deb)等人建立了以電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行回歸的一套計(jì)算系統(tǒng)，用多項(xiàng)式逼近前人作出的低、中、高碳鋼中合金元素淬透性乘子與元素含量的關(guān)系曲線(這些曲線看起來雖很直觀，但使用起來并不方便)。對(duì)于低碳(0.15％～0.25％)和中碳(0.25％～0.60％)鋼，所用多項(xiàng)式為
DI=DI0Fi(Xi)
其中DI0==
式中DI0為基礎(chǔ)理想臨界直徑，是碳含量xc的函數(shù);Xi為合金元素i的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；j為正整數(shù)(包括零)；系數(shù)bcj，和aij以相應(yīng)數(shù)表形式給出。對(duì)于高碳鋼(0.75％～1.25％)，所用多項(xiàng)式為DI=DI1FCIIiFI(Xi)，其中DI1為固定成分基準(zhǔn)鋼的理想臨界直徑；Fc=%26Sigma;bcjxcj=%26Sigma;aijxji這里xc、xi、i、j、bcj和acj%26ldquo;涵義同前。德布等人的工作大大方便了淬透性的計(jì)算。1976年和1984年，美國人埃爾 斯(G.T.Eldis)先后改進(jìn)了IH/DH表，以便適用于滲碳鋼心體淬透性。這樣，當(dāng)由碳含量求得IH值以后，根據(jù)計(jì)算所得DI值，查IH/DH表，將IH/DH比值除IH，即得不同J距離的DH值。以上所有這些計(jì)算都可由電子計(jì)算機(jī)完成，并繪出計(jì)算的淬透性曲線。除硼鋼外，這種計(jì)算方法所得結(jié)果相當(dāng)準(zhǔn)。
回歸方程法1969年，德國人賈斯特(E.Just)在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，利用電子計(jì)算機(jī)建立了以回歸方程直接計(jì)算淬透性曲線的方法，建立了適用于不同條件的線性和非線性計(jì)算方程，即DH(含IH)與化學(xué)成分、晶粒度級(jí)別和端淬距離等參量之間的關(guān)系式。之后，很多研究者分別提出了不同類型的回歸方程。諸如1981年，日本人金澤正午等在考慮了元素相互作用的條件下，提出了D1(或半馬距)與成分及晶粒大小的關(guān)系式；1985年，中國人余柏海提出了計(jì)算淬透性曲線的非線性方程；1986～1992年，中國人金石等提出了計(jì)算滲層淬透性的回歸方程。上述這些方程都能在一定條件下在給定成分范圍內(nèi)進(jìn)行一定精確度的淬透性計(jì)算。回歸方程法使用起來比較方便，且便于從總的效應(yīng)中分解出不同元素對(duì)淬透性作用的比重，但往往難以從中明了元素作用的物理機(jī)制。
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