Mô phỏng quá trình thấm - tôi Carbonitriding và sự hình thành ứng suất dư trên bánh răng thép C20

Nghiên cứu này xây dựng mô hình mô phỏng phần tử hữu hạn (FEM) trên phần mềm COMSOL Multiphysics cho quá trình thấm carbon-nitơ (carbonitriding) và tôi dầu bánh răng thép C20. Mô hình tích hợp đa trường vật lý gồm khuếch tán đồng thời, truyền nhiệt, chuyển biến pha và cơ học, đặc biệt có xét đến hiệu ứng biến dạng dẻo do chuyển pha (TRIP). Kết quả mô phỏng sau 12 giờ thấm và 10 phút tôi cho thấy nồng độ C-N bề mặt đạt khoảng 0,85%, hình thành lớp vỏ cứng Martensite và lõi dẻo. Đáng chú ý, tại vùng chân răng xuất hiện trường ứng suất nén dư có lợi đạt giá trị 489 MPa. Kết quả định lượng này cung cấp cơ sở khoa học quan trọng để dự báo độ bền mỏi và tối ưu hóa quy trình xử lý nhiệt cho bánh răng chế tạo từ thép C20