基于ABAUQS-Matlab对42CrMo钢表面感应淬火奥氏体化参数的研究

目的 确定42CrMo钢感应淬火过程的奥氏体相变动力学参数，并验证其可靠性。方法 根据不同加热速率下42CrMo钢奥氏体膨胀曲线，基于经典JMAK（Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov）模型和Kissinger方法，确定了42CrMo钢奥氏体化相变动力学的参数。建立ABAQUS局部移动式感应淬火模型，选取淬火区域加热过程中点的温度变化曲线作为验证奥氏体化模型的对象。基于Scheil法则和JMAK相变动力学模型，采用文中求解得到的奥氏体化参数，采用Matlab对42CrMo连续转变过程离散为每个时间间隔的等温相变并求解，并对照相关学者采用的扩展解析动力学模型和JAMK模型，加以验证。结果 根据上述方法，得到的42CrMo奥氏体相变动力学参数为：激活能Q为2.04×106 J/mol，指前因子lnk0的值取230.78，Avrami指数n取0.427。将淬火加热过程离散为数量很大的均匀时间间隔，并以求解的动力学模型在每个间隔内进行对应温度条件下奥氏体体积分数的求解并顺次叠加，以模拟得到的奥氏体转变时间和转变温度等作为依据，该模型有良好的表现性。结论 对42CrMo非等温且加热速度不恒定的连续奥氏体转变过程，JAMK模型拟合表现良好，采用文中求解的参数组对表面感应淬火的奥氏体转变历程进行仿真预测是可行的。     

喷丸强化改善点式移动感应淬火42CrMo钢残余应力数值模拟分析

目的建立喷丸强化模型,模拟点式移动感应淬火零件过渡区残余拉应力改善情况。方法采用X射线衍射法,测量感应淬火零件过渡区残余应力分布情况,获得的残余应力作为初始应力条件被赋予到喷丸强化模型中,并通过X射线残余应力测试验证模型预测残余应力的准确性。最终通过被验证的喷丸强化模型,探究喷丸处理对初始残余应力状态的改善情况,以及不同喷丸参数对残余应力分布的影响。结果经喷丸强化处理过的淬火零件过渡区表层区域残余拉应力全部转变为残余压应力,不同残余应力状态模型喷丸后残余应力分布差异极小,说明初始残余应力状态对喷丸后残余应力分布的影响微乎其微。增加喷丸速度、弹丸直径和喷丸覆盖率可使残余压应力值增大,残余压应力层深增加,但是二者的增加存在饱和现象,即达到一定程度后变化非常小。结论喷丸强化前,过渡区残余拉应力最大值为295 MPa,喷丸处理后,过渡区残余压应力最大可达-973 MPa,喷丸强化工艺对点式移动感应淬火零件过渡区残余应力改善效果明显。