6061铝合金在线淬火温度场和应力场模拟(英文)

通过淬火实验获得6061铝合金的冷却曲线,实验根据冷却曲线并结合数值方法获得在线淬火换热系数,运用ABAQUS有限元软件动态模拟复杂截面型材在线淬火过程。结果表明:在淬火过程中,换热系数不断变化;型材不同部位冷却速度不同,并通过淬火实验加以验证。通过ABAQUS有限元软件可以预测型材的最大残余应力;通过关键点的分析得出型材温度与应力的关系曲线。     

铝合金型材在线喷淋淬火装置的研究与实践

在分析旅游制品用铝合金型材技术要求的基础上,依据铝合金在线淬火的基本原理,确定了一种风-水联淬的渐进式冷却方式,介绍了这种淬火装置的组成及结构,设计了形成平面汇交水幕的喷淋水环,提出根据在线淬火后型材表面温度及断面变形量对冷却速度进行控制的方案。经生产试验表明,该装置较好解决了挤压型材尤其是停顿区型材的硬度均匀和变形问题,为生产中小断面铝合金型材的企业提供了一种自动控制冷却速度、成本低、操作方便、实用的在线淬火装置。     

在线淬火工艺对6005A合金挤压型材组织与性能的影响

采用正交试验和模拟试验的方法, 研究了在线淬火方式、淬火冷却速度及淬火延迟时间对6005A铝合金空心型材组织和性能的影响. 结果表明 提高在线淬火冷却强度比提高挤压温度和挤压速度对改善型材性能的效果更明显, 型材强度随淬火冷却速度的增大明显提高, 而延伸率并无明显降低; 在线精密水雾淬火可使型材性能满足车辆型材使用要求; 缩短在线淬火前型材在室温环境下的停留时间, 可以显著提高型材强度性能.     

基于三维热力耦合模型研究不等厚型材在淬火过程中的非均匀冷却行为（英文）

采用反向热传导算法并结合一维末端水淬试验求解热型材与冷却水的界面换热系数。以确定的换热系数作为热边界条件,基于Deform-3D仿真平台建立不等厚壁挤压铝型材在线水淬过程的三维热力耦合模型。系统研究型材水淬过程中的温度场、残余应力场和截面畸变。研究结果表明:随着冷却水流量的增加,界面换热系数增大;高冷却水流量的峰值换热系数出现在低的界面温度;型材淬火过程中横截面上的温度分布严重不均匀,淬火时间为3.49 s时最大温差为300°C;通过型材横截面不同壁厚部位的温差先急剧增大到峰值,然后逐渐减小;随型材各部位壁厚的增加,温度梯度明显增大;淬火完成后在型材接头内侧和壁厚为10 mm部位的两端存在较大的残余应力;非均匀冷却条件下,型材淬火过程中横截面呈现扭曲型畸变,最大扭曲角为2.78°。     

新能源汽车用6082铝合金型材的组织及性能研究

利用直读光谱仪、电子万能试验机和光学显微镜等检测设备,试验研究新能源汽车用6082铝合金成分中元素含量区间、挤压工艺参数和在线淬火冷却方式对型材组织与性能的影响。研究结果表明:Mg含量增加对6082铝合金强度的提升有显著影响,但由于塑性降低,导致挤压过程型材出现裂纹倾向; Mn、Cr、Ti对组织细化有较好的作用,进而对型材表面质量及弯曲性能等有好的作用;不同在线淬火冷却方式对6082铝合金型材的性能有明显影响,采用先水雾冷后穿水冷的方式,能够得到较好的力学性能且保证型材外形和尺寸合格。     

等温淬火油用于齿轮的淬火冷却

测定了HSFD型等温淬火油和N32机械油的件能指标和冷却特性曲线.通过两种用于齿轮淬火冷却的淬火介质的对比实验分析,讨论了淬火介质的冷却特性对齿轮性能和尺寸变化的影响.结果表明,HSFD型分级等温淬火油可以起到替代N32机械油的作用,并成功地用于齿轮生产,齿轮经热处理后.不仅组织结构、力学性能可以满足要求,而且可以减小齿轮变形.     

略谈模具淬火变形与开裂

模具热处理时,淬火变形与开裂是最常见的缺陷,特别是淬火开裂,多半难以挽救。一、模具淬火变形的分析模具在淬火时,一方面要求有足够的冷却速度,以获得马氏体组织,保证所需要的机械性能;另一方面又要求尽量降低冷却速度,避免产生因内应力过大而造成的变形和开裂。这就是热处理淬火时所面临的基本矛盾。 1.热处理变形的形式淬火变形按其发生的时间可分为淬火变形和时效变形两类,在淬火时发生的变形称为淬     

冷却过程的动态特性与钢的实际淬火冷却

采用带中心电偶的钢探头在淬冷过程中产生的电势信号和信号处理技术获得了冷却过程的瞬时动态曲线。研究了不同尺寸探头和在不同淬火介质中的动态曲线,并与TTT和CCT曲线作了比较。结果表明,钢在具有物态变化的介质中淬火时,冷却速度剧烈波动主要出现在钢被浸入淬火剂的初始阶段,探头尺寸越小,冷却介质的冷却能力越强,冷却过程越不稳定;此外,冷却三阶段在动态曲线上没有明确的分界。在实际淬火操作中,宜选用特性点较高的淬火剂,以利于工件在动态特性变化大的范围内进行自适应调整。而在过冷奥氏体转变的快冷阶段,宜保持匀速冷却,以减少动态波动的干扰。动态波动程度低而又无物态变化的单一阶段冷却最有利于过程控制和减小工件畸变。     

大角度型材框力和位移控制模式下拉弯成形对比研究

针对某一运载火箭的大角度型材框,对力和位移控制模式下的拉弯成形进行了模拟及试验研究,并通过模拟对比分析了两种控制方式下型材截面内、外侧的切向应力、切向应变沿轮廓分布情况及回弹情况。模拟结果显示,位移控制模式的优点在于渐增的拉伸力使得型材截面内、外侧切向应力差在弯曲包覆过程中不断减小,同时,对已包覆变形区产生一定的补拉作用,相对于力控制模式,其回弹量较小。试验分析了不同工艺参数时两种控制模式下拉弯成形的零件尺寸精度和淬火后变形程度。试验结果表明,在最优工艺参数下,位移控制模式相较于力控制模式成形的零件尺寸精度较高,淬火后变形程度较小,后续手工修整量小。     

6005A复杂截面铝合金车体型材挤压过程数值模拟与组织性能研究

以复杂截面的6005A铝合金车体挤压型材为研究对象,利用Hyperxtrude有限元软件对挤压过程进行模拟,分析了挤压变形过程中的温度场、速度场及形变场分布。在75 MN挤压机上对铝合金型材进行挤压成形,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察和硬度实验,研究了挤压过程中铝合金型材的组织及性能的变化,并与模拟结果进行了对比。结果表明:由于挤压型材尺寸比较复杂,同一截面上温度、速度和变形量的分布差别较大,对应温度高、速度快及形变量大的部位,其组织细小且第二相数量较多,硬度高;由于型材挤压过程中会产生明显的热效应,导致型材尾部的温度高于型材头部的温度,且型材尾部组织更加均匀,第二相分布更弥散,硬度值更高。     

铸钢件淬火过程数值模拟及组织性能预测

本文介绍了铸钢件淬火冷却过程中的三维温度场数学模型和梅尼尔组织性能预测模型。采用有限差分法对ZG45起重机制动轮淬火过程进行数值模拟,计算出淬火过程中的温度场变化及各部位在700℃的临界冷却速度,快速预测了ZG45起重机制动轮淬火冷却之后的组织性能分布。结果表明,工件表面淬火冷却速度最快,几乎全部形成马氏体组织,中间厚大部位冷却速度较慢,只有少量马氏体组织,却有大量贝氏体组织。淬火冷却后,工件各部位没有获得铁素体-珠光体组织。从表面到中间厚大部位,工件硬度逐渐增大。     

Д16合金挤压型材的重复淬火处理

近年来,人们对采用重复淬火处理来改善铝合金组织和性能的研究兴趣大增。正在研究挤压变形条件和挤压制品冷却强度对重复淬火处理后合金性能的影响,也包括重复淬火并高温时效的情况。以固定变形条件来研究复杂断面型材的两个断面区的情况(见图)。Ⅰ区的特点是翼厚度     

重型载重车前轴分层淬火工艺仿真分析

针对重型载重车前轴在传统整体式淬火强化后各部位马氏体含量、力学性能不均匀的问题,提出一种分层淬火工艺,并利用数值分析方法对某重型载重车前轴在分层淬火工艺条件下的温度场和微观组织进行仿真计算。计算结果证明分层淬火工艺能使截面尺寸变化大的前轴在淬火冷却过程中有效改善马氏体分布不均匀现象,提高其综合力学性能。     

6061-T5铝合金型材表面“小黑点”缺陷产生的原因

挤压在线淬火的6061铝合金型材,发现型材表面存在多个"小黑点","小黑点"缺陷呈条状分布。经宏观组织和显微组织的试验分析,确认"小黑点"缺陷是黏附在型材外表面的碎铝屑所致。     

大轴锻件淬火冷却速度不足导致的性能缺陷

淬火冷却速度不足是热处理中常见的缺陷,它会导致大锻件心部性能不合格。本文以34CrNi3Mo 大轴锻件为例,就淬火冷却速度对其截面(从中心到边缘)不同部位的金相组织、机械性能的影响进行了分析,并对断裂形貌和断裂机理简要地进行了分析说明。指出34CrNi3Mo 大轴锻件屈服强度不合格的主要原因是淬火冷却速度较小。     

镍基变形高温合金中g′ 相的多尺度分布行为及其对热变形性能的影响

本文主要研究了镍基变形高温合金在不同热处理过程中g′相的析出、形貌、尺寸及分布行为。通过扫描电镜观察分析高温固溶热处理后连续冷却、中断固溶冷却以及等温时效淬火后的组织构成。研究结果表明，固溶处理后连续冷去过程中，当冷却速率较高时，二次g′尺寸大小均匀，呈现单峰分布，随着冷却速率降低，二次g′尺寸增加，逐渐聚集长大并呈现花状形貌；当等温时效过程中二次g′周围过冷度重新建立，随后淬火过程中会产生三次g′，三次g′与二次g′构成双峰分布。在此基础上，探讨了g′相析出及演化对合金热变形行为的影响。     

在线淬火对6061、6005铝合金型材组织与性能的影响

通过拉伸试验,结合金相、SEM、EDS等分析方法,研究了不同在线淬火冷却速度对6061、6005铝合金型材组织与性能的影响.结果表明,随着在线淬火冷却速度的增大,6061铝合金型材的抗拉强度由空冷的223.27 MPa提高到水冷的279.67MPa,6005铝合金型材则由260.56 MPa提高到298.66 MPa,而伸长率下降均不到1%;冷却速度对型材组织的影响不明显;6061铝合金较6005铝合金对淬火冷却速度更为敏感.     

基于HyperXtrude大悬臂铝挤压模具结构的优化设计

针对某一大悬臂铝合金型材,在分析铝合金型材挤压模具各结构要素的基础上,设计了带有导流室结构的模具并对其进行了强度校核;运用绘图软件建立了模具的三维仿真模型;基于Hyper Xtrude有限元分析软件平台,对该型材的挤压过程进行了模拟仿真分析,获得了挤压过程中模具的应力和变形分布。通过对模拟结果的分析,预测了挤压时可能产生的模具变形、裂纹等缺陷,并对模具结构进行了优化设计,保证了挤压型材的尺寸精度和模具的使用寿命。     

LD31合金建筑型材表面暗斑的分析

LD31合金RCS状态建筑型材阳极氧化处理后,表面有时产生暗斑缺陷.这种缺陷影响美观,降低机械性能.暗斑缺陷的产生与挤压淬火时局部冷却不均匀、Mg_2Si相大量析出有关.     

C型试样淬火及深冷处理过程中变形行为的数值模拟

基于金属-热-机械耦合模型,采用有限元方法模拟了C型环的淬火和深冷处理过程。并从热应变和组织应变角度出发,揭示了C型环淬火和深冷处理过程中的变形机制。结果表明:淬火过程中较大的心表温差导致局部相互约束产生热应变约-0. 002 6 mm/mm,由相变产生的相变应变为0. 003 8 mm/mm,引起C型环试样发生不均匀拉伸变形,开口和最大直径的尺寸变化分别为0. 071和-0. 091 mm;深冷处理后,试样的热应变-0. 005 2 mm/mm略大于相变应变0. 005 1 mm/mm,开口和最大直径的尺寸变化分别为0. 041和-0. 132 mm。与淬火过程相比,深冷处理通过降低热应变和增大组织应变来稳定C型环的尺寸变化。