Identification of phase transformation model for the simulation of controlled cooling of bainitic steel tubes

JMAK (Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov) equation was adapted to simulation of phase transformations during cooling of bainitic steel tubes. The model was identified on the basis of the results obtained from the JMatPro software. Numerical tests for various cooling schedules showed model’s capability to predict a volume fraction of microstructure constituents of the tubes. The model was implemented into FE code for the simulation of tubes cooling. For the sake of the model capabilities, three cooling methods were considered: (i) free cooling in the air, (ii) cooling with the pressurised air, (iii) cooling with the water mist. Both symmetrical and asymmetrical cooling conditions were considered. The volume fractions of the tube’s microstructure constituents were calculated for each cooling conditions.

W artykule adaptowano model JMAK (Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov) do symulacji numerycznej przemian fazowych w procesie chłodzenia rur ze stali bainitycznych. Identyfikację modelu przemian fazowych przeprowadzono na podstawie wyników obliczeń wykonanych za pomocą programu komputerowego JMatPro. Badania numeryczne, przeprowadzone dla różnych metod chłodzenia rur, pokazały możliwości obliczeniowe opracowanego modelu, które obejmują przewidywania udziałów objętościowych składników mikrostruktury stali podczas chłodzenia po austenityzacji. Opracowany model numeryczny przemian fazowych implementowano w kodzie opartym na metodzie elementów skończonych (MES), symulującym proces chłodzenia rur. Obliczenia przeprowadzono dla następujących warunków chłodzenia: (i) chłodzenie w spokojnym powietrzu, (ii) chłodzenie sprężonym powietrzem, (iii) chłodzenie mgłą wodno-powietrzną. Dla każdego sposobu chłodzenia, obliczono udziały objętościowe składników mikrostruktury rur.