鋼円柱の噴射冷却時の表面熱伝達率同定

摘要

鋼部品の焼入れプロセスを数値解析する際には，冷却時の表面境界条件として設定する部品表面の熱伝達率の精度が焼入れ後の組織，硬度，変形，残留応力の解析精度を大きく左右する。そこで筆者らは，焼入れ時の熱伝達率の同定法として，冷却曲線の実測に加えて，焼入れ時の沸騰様相（特に蒸気膜崩壊挙動），焼入れ後の硬さ分布などの情報などを利用する方法を提案してきた。しかし，高周波焼入れなどで用いられる噴射冷却による鋼部品の焼入れにおいては，冷却曲線の実測や沸騰様相の観察が困難な場合が多い。そこで本報告では，水噴射冷却による焼入れの数値解析精度を高めることを目的として，冷却曲線の実測に加えて，焼入れ後の内部硬さ分布などの測定を行い，これらの実測値と解析値の比較により，噴射冷却時の熱伝達率の精度を向上させ，その結果，焼入れプロセスの解析精度を改善することができることを確認した結果を報告する。なお，本研究は，焼割れシミュレーション研究部会の活動の一部として実施されたものである。