| 钢轨钢的层流等离子体束表面淬火过程仿真模型 |
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| 引用本文： | 余德平,张斌,宋文杰,郭达,彭科铭.钢轨钢的层流等离子体束表面淬火过程仿真模型[J].四川大学学报(工程科学版),2021,53(6):185-193. |
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| 作者姓名： | 余德平 张斌 宋文杰 郭达 彭科铭 |
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| 作者单位： | 四川大学机械工程学院,四川大学机械工程学院,四川大学机械工程学院,四川大学机械工程学院,四川大学机械工程学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金：面上项目（51875372 织构化热处理显著提高金属接触表面服役寿命的强化机理及方法研究）,其它项目：四川大学-宜宾市战略合作项目（2019CDYB-7基于层流等离子体射流的模具表面硬化研究 ） |
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| 摘 要： | 采用层流等离子体束对钢轨钢进行表面淬火可提高其服役寿命，但目前处理参数的选取只能依靠实验法，费时费力，若能建立表面淬火过程仿真模型，快速预测表面淬火过程温度场变化及淬火后硬化区的硬度分布，可实现最优处理参数的快速选取。本文基于有限元方法建立了层流等离子体束表面淬火过程的温度场仿真模型，通过表面淬火实验所得硬度分布确定碳扩散极限值，借助JMATPRO确定各升温速率下奥氏体转变速率，建立了金相组织预测模型。温度场仿真模型能够计算表面淬火过程中温度场分布变化，通过选取大于相变温度(如U75V钢轨钢为745 ℃)的节点可预测硬化区的宽度与深度，仿真得到的宽度深度与实验所得宽度深度误差在8%以内；通过提取硬化区中节点的温度变化曲线，代入金相组织预测模型可计算硬化区各节点位置处的奥氏体和马氏体转变情况，并预测硬化区截面硬度值。通过改变层流等离子体束表面淬火处理参数（包括电弧电流、阳极口径、扫描速度等）进行表面淬火实验，发现仿真模型得到的硬度值与实际硬度值有很好的吻合性，验证了所提钢轨钢层流等离子体束表面淬火过程仿真模型的正确性。
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| 关 键 词： | U75V钢 层流等离子体束 数值模拟 表面淬火 奥氏体化 |
| 收稿时间： | 2020/11/27 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2021/9/7 0:00:00 |
Simulation Model for the Laminar Plasma Jet Surface Quenching of the Rail Steel |
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| YU Deping,ZHANG Bin,SONG Wenjie,GUO D,PENG Keming.Simulation Model for the Laminar Plasma Jet Surface Quenching of the Rail Steel[J].Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition),2021,53(6):185-193. |
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| Authors: | YU Deping ZHANG Bin SONG Wenjie GUO D PENG Keming |
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| Affiliation: | School of Mechanical Eng., Sichuan Univ., Chengdu 610065, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | U75V steel laminar plasma jet numerical simulation surface quenching austenite formation |
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