2.25Cr1Mo钢大型锻件热处理工艺数值模拟

利用有限元模拟计算,结合CCT曲线,研究了2. 25Cr1Mo大型锻件不同热处理工艺下的组织演变规律。以大型2. 25Cr1Mo管板锻件为背景,模拟现场工况,对热处理工艺进行数值模拟。讨论不同热处理工艺下的换热系数,利用有限元模拟软件与实测的CCT曲线,建立了2. 25Cr1Mo锻件在热处理工艺下的温度场、组织场,探究了2. 25Cr1Mo锻件在水冷,油冷以及空冷3种冷却工艺下温度场和组织场的变化,并利用质点追踪的方法对比了大锻件不同部位的温度变化。结果显示在水冷工艺条件下,最终的组织主要以贝氏体为主,能满足工艺的需要,为最优的热处理工艺。     

中厚板淬火冷却特性计算与分析

选取连续辊式淬火机为研究对象,通过分析钢板淬火冷却过程传热机理,建立钢板热传导数学模型。以Q690中厚板为计算对象,模拟了不同厚板钢板在空冷阶段的降温过程及不同水冷条件下Ar_1点和M_s点温度区间钢板的实际冷却速率,获得钢板在空冷过程和水冷过程中的淬火冷却特性。研究结果可用于连续辊式淬火机的设备选型、方案设计和淬火参数的选择。     

热处理对TB6合金铸锭偏析的影响

对热处理之后进行水冷与空冷的TB6合金铸锭进行了成分分析,对两种热处理所得结果进行分析,发现无论铸态还是空冷与水冷之后的试样,晶界偏析总比晶内严重,而且晶界处的成分分布很不均匀;Fe元素的偏析要比Al元素与V元素的偏析严重;空冷与水冷后的试样,各个元素分布较原始态的更加均匀,各测试点之间的差距减小;水冷之后的试样成分分布更理想,比空冷的效果好,水冷可以显著改善TB6合金铸锭偏析现象.     

热处理工艺对TC11钛合金组织及性能的影响

研究了热处理温度和冷却方式对初始组织为等轴组织的TC11钛合金显微组织及力学性能的影响.结果表明,对于TC11钛合金,在空冷条件下,随热处理温度的升高,等轴α相含量逐渐减少;当热处理温度超过980 ℃,合金开始发生组织形态的改变,由初始的等轴态转变为α β双态组织,随温度的继续升高,等轴组织完全转变成片层状组织;热处理温度在980 ℃以上时,随冷却速度的增加,β转变组织的片层厚度逐渐减小,冷却速度较快时(水冷),形成淬火马氏体.拉伸试验研究表明,热处理温度为980～1020 ℃,空冷(或油冷)条件下,得到的组织具有较好的高温综合力学性能,其中热处理温度在980～1000 ℃之间得到的组织由于等轴α相含量约为50%,具有最佳的力学性能.     

冷速对热连轧钛合金棒材残余应力的影响

采用ABAQUS有限元分析软件,在钛合金棒材八道次连轧的基础上,对轧后轧件冷却过程进行热力耦合分析,研究了冷却速率对轧后棒材应力的影响。结果表明,自然水冷和强制水冷时,随着温度变化有较大残余应力产生。自然空冷和强制空冷时,残余应力随温度变化缓慢上升,尤其以自然空冷时应力上升幅度最小,棒材表面应力大约136 MPa,中心应力大约35 MPa。钛合金棒材冷却时最好采用空冷或更慢冷的方式,以降低残余应力。     

非调质钢F40MnV三辊楔横轧的实验研究

针对非调质钢F40MnV空心轴类件楔横轧成形问题,为获得最佳轧制与冷却工艺制度,在三辊楔横轧机上开展了轧制与冷却实验研究。利用正交法制定实验过程工艺参数,并将带有热电偶的试件进行轧制。轧后采用水冷,水冷加空冷,风冷,空冷4种方式进行冷却,得到相应的温度变化曲线。基于实验结果,采用金相分析和性能实验手段研究了温度、断面减缩率和冷却介质对F40MnV钢轧后冷态力学性能的影响。结果表明采用水冷加空冷、断面减缩率35%、轧制温度为950℃时的成形工艺可得到较为优良的力学性能。     

高铬耐磨铸铁件空冷过程温度场的有限元分析

利用有限元软件模拟计算了抛丸机护板淬火空冷过程中温度场的变化,计算时考虑了非线性的材料比热容、热导率的影响。结果显示,在空冷过程中护板各部温度分布不同,平板边缘降温速率大于其他部位,在护板不同部位存在温度差。研究结果有助于抛丸机护板热处理工艺的制订及淬火应力的分析。     

锡合金连续铸挤凝固过程的有限元研究

研究了锡合金体系冷却方式等对锡合金凝固过程的温度场、充填性和缩松的影响。利用ProCAST有限元软件模拟了焊锡条连续铸挤过程中的凝固特性。分析了锡合金凝固过程的温度场、充填性和缩松的变化情况。结果表明,冷却方式对冷却速率与缩松分布的影响为:空冷+水冷(0℃)>空冷+水冷(25℃)>空冷。     

大尺寸铝合金轮毂双边浇注低压铸造工艺的模拟及优化

为解决大尺寸铝合金轮毂低压铸造中心浇工艺存在的轮辐处晶粒粗大和缩松等问题,提出双边浇工艺,并采用ProCAST软件对双边浇空冷工艺下的充型和凝固过程进行有限元模拟。基于模拟结果,采用水冷工艺减小了双边浇工艺的缺陷,并进行了验证。结果表明,在合适的水冷条件下,双边浇工艺能消除轮辐处的缺陷,提高力学性能。     

固溶处理冷却速率对ZG0Cr17Ni4Cu4Nb钢性能的影响

研究了固溶处理冷却速率对ZG0Cr17Ni4Cu4Nb钢时效后力学性能的影响。固溶处理温度为1040℃和1050℃,冷却方式为空冷、水冷和油冷;时效温度分别为470℃、480℃、490℃、500℃和550℃。结果表明,固溶处理后的冷却速率对ZG0Cr17Ni4Cu4Nb钢力学性能的影响很大,最佳热处理工艺为1040℃保温50 min,油冷,然后490℃时效3 h空冷,再于470℃时效4 h空冷。     

基于计算机仿真的SA335-P92钢管局部焊后热处理温度场研究

基于ANSYS有限元分析软件,建立了SA335-P92钢管的局部焊后热处理有限元模型,对焊后热处理的温度场进行了模拟,并将模拟结果与试验结果进行了对比,分析了加热、保温、冷却不同阶段接头附近的温度场分布。结果表明,在P92钢管焊后热处理过程中,轴向方向上加热区域始终保持最高温度,保温区次之,而自然对流区温度较低;随着距焊缝中心轴向距离的增加温度逐渐降低。温度场模拟值与实测值较为吻合,表明建立的有限元模型可用于焊后热处理温度场模拟。在加热阶段,加热区域温度升高速率最快,保温区次之,自然对流区由于散热较快,温度升高速率较慢;保温阶段,随着保温时间的延长,钢管轴向温差和焊缝中心内外壁温差均逐渐减小。     

厚壁12Cr1MoVG钢管的热处理工艺优化

针对厚壁12Cr1MoVG钢管在生产中暴露出冲击韧性低的问题,进行了优化热处理工艺的研究和生产实践。指出改善其冲击韧性的关键是控制正火冷却速度,提出了“水冷＋空冷”正火热处理工艺。实践证明：采用“水冷＋空冷”热处理工艺后,厚壁12Cr1MoVG钢管均能获得理想的金相组织和优良的综合性能。     

离心铸造Q235钢/高铬铸铁复合管的热处理工艺

采用离心浇铸制备外层为碳钢Q235,内层为高铬铸铁的双金属复合管。在不同温度(950、980℃)及不同冷却方式(空冷、水冷、风冷)下对复合管进行热处理试验。结果表明,试验温度下,空冷、水冷、风冷方式都可消除Q235钢铸态组织中的魏氏组织;水冷可提高复合管的硬度,但复合管出现严重畸变甚至开裂。合理的热处理工艺为950℃×1 h,空冷+450℃×3.5 h回火+350℃×3.5 h回火,可使复合管达到较高的硬度(60～63 HRC),满足标准DL/T 680—1999《耐磨管道技术条件》的要求。     

大规格棒料锻前加热及空冷过程传热研究

以530 mm大规格棒料为研究对象,采用试验和数值模拟仿真相结合的方法,对棒料锻前加热和转运空冷过程的温度随时间变化曲线进行了研究,并采用反传热法获取了空冷阶段的对流系数。结果表明:模拟过程偏差较大主要是因为忽略了实际炉内负载假料;空冷经过反传热法优化计算后,模拟曲线与实测空冷曲线拟合较好。     

三重热处理对TC21钛合金网篮组织及拉伸性能的影响

对TC21钛合金进行三重热处理试验,研究了热处理温度和冷却速率对TC21钛合金网篮组织及拉伸性能的影响。结果表明,TC21合金在β单相区高温(990℃)固溶后,再经历两相区高温(870~910℃)时效和低温(590℃)时效后,合金的显微组织呈现典型的网篮组织。随着第二重热处理温度的上升,片状α相含量和长度显著降低,厚度增加,合金的强度增加,塑性下降。经不同的冷却速率处理后,水冷和空冷试样的显微组织均由α相、β相和马氏体α′组成,而炉冷试样仅由α相和β相组成。三者的拉伸性能相比较,水冷和空冷试样表现为强度较好,塑形较差;炉冷试样表现为塑形较好,强度较差。TC21合金较好的三重热处理工艺为：990 ℃/1 h AC+870℃/1 h AC+590℃/4 h AC。     

基于数值模拟技术的大直径磨球热处理工艺优化

为了解决等温淬火过程中生产周期长、能耗大、淬火介质污染环境等问题,提出了一种新型热处理工艺,以得到贝氏体-马氏体复相组织。运用ANSYS软件对实际工件在淬火过程中的温度场进行了模拟,并结合C曲线优选出理想的工艺参数。利用热电偶深孔安装法验证了模拟温度场的准确性。通过优化后的热处理工艺参数对φ150 mm大直径磨球进行了反复水冷空冷,得到由心部到表面的硬度和组织含量,结果说明模拟是准确的。     

Heat treatment process of bimetallic clad chromium cast iron by pipe made of carbon steel Q235/high centrifugal casting

采用离心浇铸制备外层为碳钢Q235,内层为高铬铸铁的双金属复合管。在不同温度（950、980℃）及不同冷却方式（空冷、水冷、风冷）下对复合管进行热处理试验。结果表明,试验温度下,空冷、水冷、风冷方式都可消除Q235钢铸态组织中的魏氏组织;水冷可提高复合管的硬度,但复合管出现严重畸变甚至开裂。合理的热处理工艺为950℃×1 h,空冷＋450℃×3.5 h回火＋350℃×3.5 h回火,可使复合管达到较高的硬度（60～63 HRC）,满足标准DL/T 680—1999《耐磨管道技术条件》的要求。     

中厚板无约束淬火冷却过程温度场有限元模拟

针对中厚钢板无约束淬火冷却过程温度场变化情况,建立了钢板冷却二维传热过程数学模型,采用有限元分析方法,对钢板二维温度场进行了数值模拟,得到钢板在空冷-水冷-空冷返红条件下的温度-时间曲线、瞬态温度场分布、上表面与中心温差-时间曲线及上、下表面温差-时间曲线,为中厚钢板淬火冷却温度预测和控制提供了依据,为制定合理的淬火工艺提供了有力的指导。     

中厚板无约束淬火冷却过程温度场有限元模拟

针对中厚钢板无约束淬火冷却过程温度场变化情况，建立了钢板冷却二维传热过程数学模型．采用有限元分析方法，对钢板二维温度场进行了数值模拟，得到钢板在空冷-水冷-空冷返红条件下的温度-时间曲线、瞬态温度场分布、上表面与中心温差-时间曲线及上、下表面温差-时间曲线，为中厚钢板淬火冷却温度预测和控制提供了依据，为制定合理的淬火工艺提供了有力的指导。     

冲制用7075-O态铝合金薄板的退火工艺

采用力学性能测试和显微组织观察等方法,研究了Zn含量、退火温度和冷却速率对7075-O态铝合金组织与性能的影响。研究结果表明:随退火温度的升高,7075-O态铝合金板材的强度逐渐减小,伸长率先增大后减小;随冷却速率和Zn元素含量的增加,7075-O态铝合金板材强度逐渐增大,伸长率逐渐减小。为满足冲制用7075-O态铝合金薄板的性能要求,应选择Zn含量≤5.6%,最佳退火工艺为410 ℃×3 h炉冷至100 ℃出炉空冷。