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SIMHEAT®

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Logiciel de simulation adapté au traitement thermique des métaux

SIMHEAT® est la solution efficace pour simuler les procédés de traitement thermique des alliages métalliques (y compris l'acier au carbone et l'aluminium) et avoir un aperçu réel des distorsions des pièces, de la contrainte résiduelle et des évolutions micro-structurelles.

Vous souhaitez améliorer vos procédés de traitement thermique et augmenter les propriétés mécaniques de vos pièces métalliques?

 
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SIMHEAT® convient-il pour vos procédés de traitement thermique?

Traitement thermique de surface avec SIMHEAT<sup>®</sup>


Traitement thermique des nuances d'acier avec SIMHEAT<sup>®</sup>

Traitement thermique des alliages d'aluminium avec SIMHEAT<sup>®</sup>

Traitements thermiques superficiels

Traitements thermiques des nuances d'acier

Traitements thermiques des alliages d'aluminium

Cémentation
> Durcissement au carbone
Nitruration

> Trempe
> Recuit / Revenu
> Refroidissement contrôlé
Austénitisation

> Mise en solution
> Trempe
> Vieillissement artificiel


Traitement thermique par induction avec modifications métallurgiques

La simulation du traitement thermique par induction donne des informations détaillées sur le gradient de température entre la surface et le noyau ainsi que sur l'emplacement des zones où des transformations de phase se produisent. On peut vérifier l'impact de la fréquence du courant, de la géométrie de la bobine ou même de l'emplacement des concentrateurs sur la zone affectée thermiquement. La modélisation des matériaux prend en compte les propriétés électriques et magnétiques qui dépendent de la température.

Parfaitement adapté au traitement thermique par induction

  • Une approche multiphysique pour capturer les phénomènes "mécano-électro-magnéto-métallurgiques"
  • Des inducteurs et des concentrateurs en mouvement pour simuler les pièces rotatives ou les appareils à induction (p. ex. la cémentation d'un vilebrequin)
  • Une modélisation ultramoderne des générateurs qui ajuste l'intensité et la fréquence du courant pour maintenir une valeur de puissance nominale prescrite
  • Une prédiction des zones affectées thermiquement et des transformations métallurgiques pour identifier les zones austénitisées avant la trempe
  • Une adaptation locale du maillage basée sur la profondeur de pénétration de la température

SIMHEAT<sup>®</sup> - simulation vilebrequin - évolution de la température
Simulation de chauffage par induction d'un vilebrequin : évolution de la température

SIMHEAT<sup>®</sup> - simulation vilebrequin - transformation de phase
Transformation de phase locale avec apparition d'austénite

Toute une série de caractéristiques intéressantes

  • Compatibilité intégrale avec la base de données JMatPro®
  • Génération d'un diagramme TTT selon le modèle de Kirkaldy pour les nuances d'aciers faiblement alliés
  • Importation d'un diagramme CCT sur mesure au format texte
  • Carburation : décalage de la cinétique de transformation en fonction du taux de carbone
  • Durcissement par vieillissement basé sur les modèles de Shercliff-Ashby pour les alliages d'aluminium traitables thermiquement
  • Modèles de distorsion applicables à toutes sortes de métaux, y compris les alliages aéronautiques
  • Surveillance par capteurs de matériau pour tracer les courbes caractéristiques tout au long de la période de traitement
  • Résultats exhaustifs : température, transformation de phase, dureté HV ou HRC, distorsion, contrainte résiduelle, limite d'élasticité, concentration de carbone et d'azote, etc.

Des économies financières et une performance augmentée avec la simulation

  • Augmenter la performance de vos pièces de haute qualité
  • Assurer la faisabilité et la reproductibilité des procédés
  • Prévoir les propriétés de service finales en contrôlant l'évolution microstructurale
  • Maîtriser les dimensions des produits en minimisant les distorsions
  • Limiter les risques de rejet des pièces en anticipant les défauts et en évitant les fissures
  • Réduire la consommation d'énergie en optimisant le temps de cycle de chauffage et de maintien
  • Optimiser la fréquence du courant dans les traitements thermiques par induction pour obtenir la dureté superficielle et la ductilité de noyau prévues
     

Générateur de diagrammes TTT et CCT pour les nuances d'acier

Identification des coefficients de transfert thermique au moyen de l'ingénierie inverse

Des diagrammes TTT et CCT peuvent être générés pour les nuances d'aciers faiblement alliés en fonction de leur composition chimique et de leur granulométrie initiale. Il est également possible d'entrer des diagrammes CCT définis par l'utilisateur et de les utiliser dans le jeu de données de simulation de trempe.

Diagramme TTT pour nuance d'acier AISI-1050
Diagramme TTT pour nuance d'acier AISI-1050

SIMHEAT® comprend un véritable module d'optimisation automatique utile pour identifier les paramètres de procédé. Par exemple, du fait que les coefficients de transfert de chaleur dépendent de la température superficielle, il est absolument vital d'obtenir des valeurs précises. Une boucle d'optimisation détermine les valeurs des coefficients de transfert thermique exactes qui coïncident avec les enregistrements de température obtenus lors de tests expérimentaux (p. ex. test de Jominy).

Identification des coefficients de transfert thermique au moyen de l'ingénierie inverse
Les coefficients de transfert thermique peuvent être difficiles à déterminer


Une solution pour les ingénieurs procédés, les ingénieurs matériaux et les métallurgistes

Le logiciel SIMHEAT® est destiné :

  • aux ingénieurs process qui veulent maîtriser les impacts des procédés de fabrication sur les propriétés finales des pièces, que celles-ci aient été formées à chaud/mi-chaud/froid, moulées, soudées ou même usinées,
  • aux ingénieurs matériaux qui veulent suivre les bonnes procédures de traitement thermique pour s'assurer que le métal correspond aux exigences de résistance spécifiées et
  • aux métallurgistes qui veulent assurer la fabrication de pièces de haute qualité en contrôlant les transformations de phase et les évolutions micro-structurelles au cours du traitement thermique.


Une solution parfaitement intégrée dans la suite Transvalor

SIMHEAT® peut être utilisé comme une solution autonome ou en combinaison avec d'autres logiciels Transvalor. Leur parfaite interopérabilité garantit un transfert fluide d'une solution à une autre.

interopérabilité de SIMHEAT<sup>®</sup> avec la suite TRANSVALOR

ETUDE DE CAS : Valider le procédé de simulation de trempe par induction

SIMHEAT® a été développé à partir de notre logiciel FORGE®. Ce dernier permet de simuler les procédés de forgeage à chaud, y compris les procédés de traitement thermique. Les deux logiciels peuvent simuler efficacement les opérations de traitement thermique.

Lire l'étude de cas de NTN-SNR
sur la simulation du procédé de durcissement par induction

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