基于ANSYS的多点式中频感应淬火温度场有限元模拟

研究了用多个淬火感应器对半径较大的回转体表面进行中频感应淬火的作用机理,针对较大半径的回转体表面的多点式感应淬火工艺进行参数设计,建立了多点式感应淬火过程的电磁场和温度场的非线性偏微分方程组。利用有限元分析ANSYS软件来模拟多点式中频感应加热过程,其中对激励电流用表格法加载来近似地替代实际旋转工件周期性的感应淬火,从而得到了工件温度场随时间的变化规律以及最终工件的温度场分布。结果表明,多点式中频感应淬火改善了较大半径的回转体的凹槽表面淬火过程,可以达到对感应淬火工件淬硬层的要求,解决了由于不同时感应淬火所导致的软带问题。     

淬火槽加载工件前后介质流场的数字模拟

依据生产用淬火油槽建立了三维湍流数学模型,应用大型商用计算流体力学软件Fluent6．2对空载和加载三个盘状工件的淬火油槽介质流场进行模拟。模拟结果显示,空载时淬火槽介质的流速比较均匀,加载工件后淬火槽内介质流场变化显著;通过模拟发现,淬火槽结构对淬火介质的流场分布有显著的影响。另外,运用模拟结果可以优化工件的淬火过程。     

矿物淬火油及其应用

目前,矿物淬火油仍在广泛应用.矿物淬火油通过加氢精炼去除S、N、O及某些金属元素是提高其淬火冷却性能和使用寿命的主要手段.矿物淬火油的冷却特性与冷却过程中膜沸腾阶段、核沸腾阶段和对流阶段的温度范围及添加剂等因素有关.指出了矿物淬火油的选用依据,如合乎要求的闪点,较低的油污形成倾向,不锈蚀工件,合适的传热性能等.简述了矿...     

气淬过程中换热系数的数值模拟

为了研究淬火时流体与工件的对流换热,用计算流体的数值方法(CFD)对空气喷射平板探头的淬火传热过程做了模拟计算,得到了流体与平板探头之间的随平板温度和平板表面位置变化的换热系数,与试验结果比较吻合,应用模拟计算可简单准确地了解气体淬火传热过程,为制定气淬工艺提供参考依据,应该成为气淬过程重要的研究手段。     

大型工件的先进淬火工艺

目前,转子类工件通常按先水后油的顺序进行断续淬火。这种淬火方法可以强化冷却过程,以得到工件的综合使用性能,与单纯的油淬比较,这类大截面工件上不会出现淬火裂纹。但是,这种断续淬火方法也有不足之处,这就是必须使用油槽以及将庞大的工件从水槽移往油槽,这就会降低生产效率、增大劳动强度。如此,着手研制生态上纯净的在冷却装置上对大型工件进行水-空气淬火的工艺。采用该工艺可使工件在整个截面上都获得具有良好使用性能的贝氏体组织,且与先水后油淬火法相比较,所产生的应力变化更低些。     

PEO淬火剂在特大型轴承中频感应淬火中的应用

针对特大型轴承工作条件的要求和大型工件常规淬火过程中存在的淬裂和软点,提出了在中频感应淬火过程中,采用一种PEO淬火剂能够有效地消除淬裂和软点,并能使工件获得高而且均匀的表面硬度和足够的淬硬深度.通过具体的生产实践后发现,PEO不但能够改善上述缺点,而且轴承的防锈能力也得到提高,轴承的质量得到进一步的完善.     

考虑冷却介质相变的淬火过程流固耦合数值模拟

基于沸腾两相流动与传热的基本理论,考虑冷却介质的相变,建立了工件淬火过程流固耦合的数学模型。通过对多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics进行二次开发,完成了模型的数值求解并进行了可靠性验证。结果表明,创建的工件淬火过程流固耦合的数学模型是可靠的,可以较为准确地模拟出淬火工件表面温度随时间的变化历程以及淬火不同阶段的热传递速率特征。工件表面不同位置进入各个沸腾阶段的转折时间不同,棱角处最先进入过渡沸腾、核态沸腾和自然对流阶段,相应地该位置点温度下降也最快。在膜态沸腾阶段,工件表面被一层汽膜包裹,汽膜厚度随着工件高度坐标的增加而增厚。进入到过渡沸腾和核态沸腾阶段后,蒸汽的生成量增大,生成的蒸汽充斥在工件周围并不断上浮至自由液面溢出。     

大型低碳合金钢锻件亚温淬火工艺参数的确定

对不同成分的大型低碳合金钢锻件亚温淬火工艺进行研究,确定了亚温淬火工艺参数,并应用于实际生产中。结果表明,大型低碳合金钢锻件经亚温淬火热处理后,在满足工件强度的条件下,不仅可以获得更好的塑韧性,而且可以细化晶粒组织,节省能源。     

淬火工件内温度场的计算机模拟

根据实测的淬火介质冷却速度曲线推导了淬火冷却过程换热系数h值的数学表达式,研究了圆柱体工件内淬火过程中瞬变温度场的数学模型及其数值解.利用计算机计算淬火过程中工件内瞬变温度场,在实际生产中取得了满意的结果.     

6063铝合金在线淬火实验及有限元模拟

通过淬火试验获得了6063铝合金的在线淬火冷却曲线,结合数值方法获得该合金的在线淬火换热系数,运用ABAQUS有限元软件动态模拟了其在线淬火过程.结果表明:喷水淬火初始阶段,换热系数较小,随着淬火温度降低,换热系数逐渐增大至峰值约47 kW/(m2·℃),随后又逐渐减小;有限元模拟获得的冷却曲线与实测冷却曲线基本吻合;淬火时试样的温度分布符合一维传热特征,轴向应力呈“内压外拉”状态,且无论是拉应力还是压应力都在淬火开始不久后出现峰值.