单排喷嘴喷射淬火过程的温度场模拟分析

辊底淬火技术已普遍应用于高强高韧铝合金的生产,其射流冲击的换热过程极为复杂,这使得厚板表面冷却换热极不均匀。本文建立单排喷嘴同时喷射淬火下的有限元模型,基于ABAQUS软件模拟了厚板单面喷射淬火的温度场分布。模拟结果表明:温度场在同一厚度层上分布是不均匀的,淬火180 s后沿轧向表面温度分布的不均匀性比心部的大;试样心部与表面模拟与实测的冷却曲线吻合较好,进一步验证了模型的准确性;沿厚度方向的表面温度梯度在极短时间内出现峰值,淬火后期再次出现二次小峰值,驻点区表面温度梯度峰值比紊流区的大,心部处两者差别很小。     

厚板淬火过程温度场的有限元模拟

厚板在淬火过程中温度变化剧烈,且随着板厚的增加厚度方向的温差加大,极易导致表面和心部组织不均匀.本文利用ABAQUS软件对厚板淬火过程的温度场进行数值模拟,计算淬火过程钢板厚度方向的温度梯度和冷却速度,为制定合理的淬火工艺制度提供理论依据,以保证厚板淬火前后组织性能的均匀.     

预拉伸对铝合金淬火厚板变形的矫直仿真研究

针对厚板淬火不均匀导致的板材变形问题,建立了大规格铝合金厚板淬火一预拉伸矫直仿真模型,并使用MSC.MARC软件进行了矫直过程的仿真计算.结果表明,淬火变形的厚板,通过预拉伸能逐步矫直;对矫直效果,2％的拉伸量是合理的拉伸参数.     

淬火过程中温度、组织及应力/应变的有限元模拟

为了找到淬火过程中零件产生不规则扭曲变形的原因,选择了H型截面零件为研究对象,建立了相应的有限元分析模型,利用自开发的淬火过程有限元模拟软件对温度、组织和应力/应变进行了耦合分析.通过有限元模拟,得到了温度变化、相变及相变塑性对残余应力及淬火变形的影响,给出了零件内部弹性区及塑性区的演变过程.分析结果表明:零件在淬火过程中经历"弹性-塑性-弹性-塑性-弹性"的演变过程;在淬火过程中,相变塑性导致零件发生不均匀、无规律的扭曲变形.     

100mm特厚板轧制变形均匀性模拟研究

控轧控冷特厚板主要应用于造船、建筑、桥梁、容器、水电及大直径输送管线等领域.60 mm以上特厚板在轧制过程中存在厚向变形不均匀性,数值模拟是研究这一问题的理想手段.考虑轧制过程钢板与空气间换热系数随温度的变化及高温辐射传热,采用有限元模拟软件DEFORM-3D研究了100 mm特厚板轧制成形过程中粗轧道次、中间坯厚度及精轧道次对截面变形不均匀性的影响.研究结果已应用于实际特厚板轧制生产线.     

冷轧辊淬冷过程数值模拟的研究

采用三维非线性有限元分析方法模拟小型冷轧辊淬火冷却过程，直观地显示出任一时刻轧辊上的瞬态温度场、组织分布和应力场，可以给出轧辊上任意位置的冷却曲线。在所采用的数学模型中，用增量叠代法处理边界条件非线性、物理参数非线性、相变潜热非线性等复杂问题。在相变量计算中引入应力状态的影响。在应力场分析中采用热弹塑性模型，考虑了相变应变、相变塑性应变、热应变、材料力学性能的温度效应和相变影响等因素。计算机模拟结果和实测结果吻合较好。由此提供了一种良好的淬火工艺虚拟生产试验手段，可作为智能热处理的核心技术之一     

高强度海工钢特厚板差温轧制工艺

针对特厚板轧制后组织和变形分布不均匀问题，研究了差温轧制工艺对高强度海工钢特厚板变形和组织的影响规律。基于修正后的Gleeble热压缩试验数据构建了海工钢的材料模型，并对有限元软件进行了二次开发。采用冷却和轧制耦合的方法对差温轧制过程进行了模拟，研究了压下率和换热系数对特厚板厚度方向变形行为与动态再结晶晶粒尺寸的影响，并与传统等温轧制进行了对比。结果表明，随着换热系数的增大，钢板厚度方向的温度梯度逐渐增大，表层的等效应变逐渐减小，心部的等效应变逐渐增大，厚度方向的变形更加均匀。压下率越大，差温轧制对促进心部变形的效果越显著。差温轧制能够显著细化动态再结晶晶粒尺寸，换热系数越大，钢板整体的平均动态再结晶晶粒尺寸越小。     

极薄、超宽规格装甲板压力淬火工艺数值模拟优化

利用数值模拟的方法对极薄、超宽规格装甲板淬火过程的畸变进行了模拟研究,并对脉冲式压力淬火的控制参数进行了优化。通过对比不同冷却条件装甲板的变形量,确定了脉冲式压力淬火的脉冲压力和周期。结果表明,脉冲约束的模拟条件下,装甲板在厚度Z方向上的最终变形量为1.7 mm,不仅小于2 mm的标准要求,而且可以实现装甲板的小淬火畸变前提下满足其表面无压痕、划痕等其他损伤的实际生产需求。     

低碳钢应变诱导铁素体相变发生的温度条件

用Gleebloe1500热模拟实验机进行了低碳钢不同温度下变形后自动落入水中的淬火实验，组织分析表明铁素体的组织形态在一定温度下发生了明显变化，结合变形后冷却过程膨胀曲线的测量结果。确定实验条件下应变诱导相变发生的上限温度为830℃左右，利用喷水淬火法试样冷却速度分布不均匀的现象，确定低碳钢变形后抑制铁素体析出的临界冷却速度为400℃/s,并采用此方法确定了应变诱导相变的上限温度，结合实验结果对应变诱导铁素体相变机制及发生的温度条件进行了分析。     

616装甲钢厚板结构件多层多道焊数值模拟及试验验证

考虑施加约束条件对焊后变形及残余应力的影响,建立616装甲钢厚板结构件多层多道焊有限元模型. 利用Sysweld软件对616装甲钢厚板结构件多层多道焊焊缝截面尺寸、焊后残余应力进行了模拟计算,计算结果与试验结果吻合较好,证明了模型的准确性. 对616装甲钢厚板结构件多层多道焊特征点热循环变化趋势、焊后变形情况进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好. 结果表明,距离熔合线越远,峰值温度越低,达到峰值的时刻越滞后,受热程度越低. 焊缝两侧、起弧端、收弧端是发生残余形变的主要区域,是高应力值的集中区.