大型轧辊喷雾淬火过程温度场数值模拟系统的开发

利用Visual Basic软件开发了大型轧辊喷雾淬火过程温度场模拟软件,并利用此模拟系统对复合轧辊差温加热后的淬火过程的温度场进行模拟计算来验证此系统的准确性,模拟得到了油淬冷却过程中的温度场分布云图以及轧辊不同深度处的冷却曲线,并对其进行了分析;将轧辊的实测温度数据与该系统模拟计算结果进行了比较,结果二者基本吻合,从而可以利用该系统的模拟温度评估淬火热处理工艺的合理性,能够为实际生产提供定量的参考依据.     

Cr8钢轧辊最终热处理过程数值模拟与实验研究

为了进一步提高Cr8钢轧辊的服役性能,利用数值模拟技术与实验对Cr8钢轧辊的最终热处理工艺进行了研究。首先利用实验测试了Cr8钢的材料性能参数;接着利用数值模拟技术分析了Cr8钢轧辊在其差温加热过程、喷雾淬火冷却过程及其回火过程中辊身内部特征节点温度、组织与应力的演化过程,并采用物理模拟技术验证了Cr8钢轧辊在连续喷雾淬火工艺下两个特征节点处的马氏体组织,从而验证了采用数值模拟技术研究Cr8钢轧辊最终热处理工艺的可行性;最后重点分析了连续喷雾淬火工艺与间歇喷雾淬火工艺对Cr8钢轧辊辊身内部特征节点温度、组织及应力演化过程的影响。结果表明,采用间歇喷雾淬火和低温回火工艺不仅可保证Cr8钢轧辊的淬硬层深度,而且可显著降低其心部所产生的拉应力,从而可保证其最终热处理过程安全。     

17Cr2Ni2Mo齿轮轴淬火过程的数值模拟研究

利用Deform热处理模块对17Cr2Ni2Mo齿轮轴淬火加热、冷却过程的温度场、组织场和应力场进行了数值模拟,分析了加热过程中温度、组织和应力的变化以及淬火加热、冷却过程中存在的应力风险,并采用等比例的齿轮轴模型进行了淬火加热、冷却过程的测温实验,在齿根位置和中心位置套棒进行金相组织分析,结果表明,齿轮轴加热、冷却的温度、组织的计算机模拟结果与实测结果吻合较好,模拟结果对于产品制造工艺的制定有很好的指导作用。     

5CrMnMo热锻模淬火工艺研究

采用化学成分分析及金相检验手段,对5CrMnMo热锻模具在淬火过程中出现的淬火开裂及淬火后延迟开裂等问题进行了研究.结果表明:淬火加热温度过高、加热时间过长,导致组织粗大;同时淬火冷却终冷温度过低以及未及时回火,导致过高的淬火应力,使锻模表面出现淬火开裂.建议改进热处理工艺,控制热处理过程以减小淬火应力.     

大型支承辊淬火工艺稳健设计优化数值模拟

为了得到较深的淬硬层,利用田口稳健设计方法,并通过Deform软件的热处理模块对支承辊的淬火过程进行数值模拟分析,以马氏体体积分数50％处的深度为目标值,选取淬火方式、淬火温度、冷却时间和淬火介质温度为控制因素,淬火温度的测量误差、工件转移时间和车间温度为噪声因素,对大型支承辊的淬火工艺参数进行设计优化,找到了影响目标值的显著因素,得到最优的淬火工艺为920℃喷雾淬火,冷却时间为7h,淬火介质温度为60℃.对初始和最优淬火工艺方案分别进行了模拟计算,结果表明,马氏体层由原来的119.4mm加深到196.8 mm.     

车轮热处理过程中残余应力的分析

综合考虑了温度、相变及应力的耦合作用,运用有限元法分析了车轮热处理过程中残余应力的产生及分布,并进行了测试。在淬火开始阶段车轮踏面附近分布周向拉应力,深部受压,在淬火60 s时踏面拉应力达到最大,随后冷却过程中踏面附近拉应力逐渐减小并转化为压应力,通过测试和计算,KKD车轮踏面的最大残余压应力为120 MPa左右,压应力区深度达到45 mm。     

大型轧辊喷雾淬火自动控制系统

将红外测温技术引入轧辊喷雾淬火控制系统,实现大型轧辊喷雾淬火过程中轧辊表面温度的在线连续监测。结合吹扫装置与数值滤波技术,去除温度数据的噪声,为自动控制系统提供可靠地温度数据。轧辊喷雾淬火自动控制系统保证了喷雾淬火过程冷却强度的连续动态调整,实现了轧辊喷雾热处理的高效率与自动化。。     

Cr5锻钢支承辊最终热处理过程数值模拟

采用有限元数值模拟技术,建立了Cr5锻钢支承辊在最终热处理过程中的三维传热温度场、组织相变场和应力应变场相互耦合的数学模型,给出了Cr5锻钢支承辊在其最终热处理过程中的温度、组织和应力的分布与演化过程,分析了换热系数和回火保温温度等工艺参数对支承辊内部温度、组织和应力的影响。结果表明,在喷雾淬火过程中支承辊产生裂纹或开裂的可能性较小,但喷雾淬火结束后支承辊表层和心部温差较大,应进行回火处理;支承辊进入回火炉初期,其心部应力状态迅速由压应力转变为拉应力并急剧增大到峰值,心部的轴向拉应力可接近其对应节点温度下的抗拉强度,容易产生横向裂纹或开裂;提高回火保温温度能够有效降低心部拉应力,从而降低其发生淬火裂纹或开裂的几率。     

基于模拟的热处理工艺设计:使淬火工艺与钢种和产品几何形状相匹配

钢铁零件的性能主要决定于所采用的热处理工艺。钢的淬透性决定于合金元素含量,而淬火烈度确定了整个零件中不同部位的温度随时间变化过程。总的来说,零件最终的组织、力学性能、残余应力状态和服役性能均取决于钢的淬透性和淬火工艺。残余应力状态,特别是表面应力状态,是影响零件疲劳寿命的重要因素,可通过控制钢的淬透性和淬火工艺来提高零件的表面压应力,从而提高疲劳寿命。热处理工艺的计算机模拟,包括加热和冷却过程中的相变的计算,提供了一种科学地进行热处理工艺设计、钢种选择以优化某一特定产品性能的方法。本文采用热处理模拟软件DANTE来论证这种设计方法在正齿轮上的应用。     

42CrMo钢下拉杆末端淬火开裂分析

对42CrMo钢下拉杆末端零件的淬火裂纹形态、材料化学成分、微观组织、断口形貌等进行了分析,探讨了下拉杆在实际热处理工艺中淬火开裂的主要原因.结果 表明:淬火时冷却速度过快、应力过大是造成开裂的主要原因.淬火时的冷速过快则是由淬火介质浓度过低或淬火介质温度过低所引起.因此,控制淬火介质的浓度、检查淬火介质的冷却能力曲线...