Abstract
本文主要的目的是以數值方法研究AISI 1036 合金鋼零件在淬火過程中的相變態分佈情形以及完成淬火之後所形成的硬化層分佈。本文所探討的問題包括兩個部份：第一部份為利用噴霧噴嘴(spray nozzle)來冷卻二維合金鋼零件，第二部份為將三維合金鋼零件置於已知冷卻係數流體當中令其快速冷卻而達到淬火的目的。在本研究中，我們將觀察合金鋼零件在淬火降溫過程中，其組織相變態率的分佈情形，以及待淬火完畢之後，利用相變態率分佈圖來得到合金鋼零件硬化層厚度更是我們整個研究的重心所在。在數值方法方面，本文使用W.F.S 來對問題的統御方程式做差分，並利用SIS solver求解差分式所形成的龐大矩陣，為了避免複雜性，我們採用均勻的正交網格系統來描述整個計算區域。結果顯示，淬火結束後的變態率分佈並不是如溫度場般均勻地分佈於整個合金鋼，而是有一壁壘分明的界線存在於麻田散鐵組織與波來鐵組織之間，也就是說，冷卻速率快的區域，沃斯田鐵組織幾乎完全變態為麻田散鐵組織；而冷卻速率慢的區域，則沃斯田鐵組織將完全變態為波來鐵組織，兩組織之間的變態率存在一相當大之落差，此落差的所在位置即為麻田散鐵曲線 (Ms line)，因此，在淬火完畢的等變態率圖中，Ms line以內的區域為波來鐵組織，Ms line以外區域為麻田散鐵組織，故硬化層可以很明顯的被觀察出來。