大型锻件水空交替淬火过程的数值模拟

建立了33N iCrMoV14-5钢淬火过程温度-组织-应力耦合的数学模型,用自主有限元软件模拟了淬火过程中锻件温度场、组织场、应力场的演化过程,对不同的淬火工艺进行了比较。模拟结果表明水冷-空冷交替的淬火工艺可改善锻件表面附近的淬火应力状态,同时获得足够的心部冷速。对锻件内部应力场的计算表明水空交替淬火中,相变对应力场变化的影响大于热应力。     

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。     

复合铸钢支承辊淬火过程温度场数值模拟与实验验证

为研究复合铸钢支承辊在差温加热后的油淬冷却过程中的温度场变化情况,采用交替隐式有限差分方法,建立了包含变物性的淬火温度场计算模型,应用Visual Basic软件计算了φ1 550 mm×1 700 mm的工作层为40CrNiMoA、辊芯材质为35钢的复合铸钢支承辊的油淬冷却过程的温度场,并把计算结果与实测结果进行了比较,发现两者基本符合.     

5％Cr支承辊工频淬火

本文以5％Cr支承辊进行工频淬火工艺的可行性分析,首次提出了支承辊工频淬火的工艺,并在实际生产中取得很好的效果,填补了我厂同尺寸感应器工频淬火的空白,取得了较好的经济效益和社会效益。     

Cr5钢支承辊差温热处理过程的温度场数值模拟与验证

测量了Cr5钢支承辊在不同温度下的热物性参数,建立了Cr5钢支承辊差温热处理的传热分析模型。通过反传热计算确定了差温加热过程中试验件的表面换热系数。使用所建立的传热分析模型和换热系数,模拟计算了试验件差温热处理过程中的温度场分布情况。结果表明,温度计算结果与实测结果相吻合,可预测Cr5钢支承辊生产件差温热处理过程的温度场,这对控制支承辊淬硬层具有重要指导意义。     

Cr5锻钢支承辊不同压下量数值模拟与分析

通过DEFORM-3D数值模拟软件,对105t Cr5锻钢支承辊锻坯进行了两种不同压下量工艺方案的数值模拟,对比分析了其对拔长过程中的损伤值和等效应变的不同影响,以及模拟了拔长后锻坯偏析带的分布状况,为今后的生产工艺改进提供更加合理的科学依据。     

70Cr3Mo钢大型支承辊淬火加热计算机模拟

７０Ｃｒ３Ｍｏ钢大型支承辊最终热处理淬火后辊颈和辊身需得到不同的硬度,因此采用辊颈包覆耐火纤维的加热方法。本文以非线性有限元法为基础,为加热过程了计算机模拟,实现了温度场和相变的耦合计算。比较几种不同情况的计算结果,认为利用原有的台车炉进行差温加热能满足要求,但辊身两端包裹耐火纤维对辊身的加热温芳场影响很大,导致奥氏体层分布不理想,根据模拟结果提出了改进辊颈包覆耐火纤维的方案。     

Cr5型模具钢水-空交替控冷数值模拟

针对Cr5型模具钢退火组织合格率低,难以满足标准要求的现实技术难题,基于有限元方法,模拟计算了Cr5型模具钢水空交替冷却过程中的温度场、相变场及应力场,对现有工艺进行了模拟计算,贝氏体体积分数与试验结果较吻合,验证了模型的准确性。最终通过多方案模拟计算得到了最优热处理工艺,水空交替控冷后无贝氏体组织,经生产试验验证新工艺实现了产品组织100%合格。     

Cr5支承辊表淬过程数值模拟参数优化及应用

以Cr5支承辊为研究对象,通过测量表淬过程中的实测温度场,并基于实测温度场对表淬过程中的数值模拟参数优化后,利用数值模拟的方法研究了表淬工艺参数(预热温度、升温速度、冷却速度等)对支承辊工作层硬度降的影响,为Cr5支承辊在实际生产中减小工作层硬度降提供了一种解决思路。     

Cr5钢支承辊激光熔凝强化

采用光纤激光对Cr5钢支承辊表面进行激光熔凝强化处理,通过组织、显微硬度和耐磨性能分析,研究激光功率和扫描速度对单道熔凝层,以及激光功率和扫描间距对多道熔凝层的影响规律.结果表明,激光熔凝处理显著改善了Cr5钢支承辊的表面性能,单道熔凝层显微硬度可达800HV;多道熔凝的后道激光处理对前道熔凝层存在回火作用,但熔凝层仍具有良好的热稳定性,熔凝层平均硬度约为600～700HV,熔凝试样的磨损量比未经处理的基体减小约10倍,熔凝层耐磨性能明显提升.在本实验条件下,激光功率1.4 kW、扫描速度0.48?m/min、扫描间距2.2?mm时,可较好地兼顾生产效率及Cr5钢激光熔凝层的耐磨性能.     

Cr5支承辊用钢奥氏体化的实验研究

在热模拟机上对Cr5支承辊用钢的珠光体-奥氏体(P-A)转变过程进行了实验研究,分析了加热速度对奥氏体化的影响.根据实测的膨胀曲线,提出了计算P-A相变转变量的数学模型,用其对P-A相变过程进行了预测,计算结果与试验值吻合较好.对实际工件变速加热过程的预测方法提出了建议.     

基于田口方法的大型Cr5钢支承辊喷雾淬火工艺优化

为了提高大型Cr5锻钢支承辊的综合力学性能,论文基于数值模拟技术,并采用田口方法,以某大型Cr5锻钢支承辊喷雾淬火后辊身表面与中心温差、淬硬层深度以及轴向残余拉应力为性能指标,以淬火温度、淬火方式、冷却时间和介质温度为控制因子,以工件的转移时间、环境温度和淬火温度测量误差为噪声因子,对该大型Cr5锻钢支承辊的喷雾淬火工艺进行了优化。通过方差分析得到了影响各性能指标的显著因素,并经综合分析给出了其最佳喷雾淬火工艺。结果表明,优化后的喷雾淬火工艺能有效降低支承辊辊身中截面的温度梯度,提高支承辊的淬硬层深度,并显著降低支承辊的淬火残余拉应力。     

Cr5型支承辊用钢的研究

研制了一种新型支承辊用材料Cr5钢，通过试验测定了该材料的CCT曲线、淬火和回火加热温度，并测试了该钢的力学性能。结果表明，该钢具有良好的淬透性、抗回火稳定性和较好的综合性能。     

我国Cr5系钢支承辊工艺研究进展

Cr5系支承辊因具有良好的淬透性和耐磨性、硬化层深度深、耐事故性好而具有广阔的应用前景.基于国内对大型支承辊所做的工作,综述了Cr5型支承辊的发展现状,重点从制造工艺和热处理两方面进行阐释,并展望了支承辊未来的研究方向.     

5%Cr支承辊工频淬火

本文以5%Cr支承辊进行工频淬火工艺的可行性分析,首次提出了支承辊工频淬火的工艺,并在实际生产中取得很好的效果,填补了我厂同尺寸感应器工频淬火的空白,取得了较好的经济效益和社会效益。     

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.     

淬火温度对Cr5支承辊用钢组织和摩擦磨损性能影响

运用扫描电子显微镜和洛氏硬度计研究了Cr5支承辊用钢不同热处理状态下的显微组织和洛氏硬度。结果表明,调质处理后Cr5钢组织得到明显改善(回火索氏体),细小弥散分布的碳化物取代尺寸较大不规则的碳化物;淬火后试样组织为马氏体,碳化物几乎全部溶入基体,硬度随淬火温度提高而增加(由51.6 HRC增加到58.1 HRC);回火后,Cr5钢中有细小碳化物析出,且弥散分布,淬火温度较高(1050℃、1025℃)时,组织依然保留马氏体结构(回火马氏体),温度较低(1000℃)时,组织为回火索氏体,其硬度与回火前变化趋势相同(由51.4 HRC增加到54.4 HRC)。在所选定的淬火温度下,随着淬火温度的升高,硬度值增大,磨损量减小,磨损严重程度降低,耐磨性较好。     

5CrNiMo钢挤压模具淬火过程的数值模拟

借助ABAQUS有限元分析软件对几何形状复杂的5CrNiMo钢挤压模具淬火过程的温度场及热应力场进行数值模拟.计算综合考虑了非线性的材料热物性参数、力学性能参数、表面换热系数及相变潜热的影响.研究表明,淬火初期,工件表面与心部仅存在较小的温差,随淬火时间的延长,该温差不断增大,淬火约5s时,该温差达到最大值,此时表面温度虽已降低到192℃,但心部温度仍高达780℃,此后该温差不断减小,淬火约460s时,工件表面和心部温度趋于与介质相同的温度(20℃);淬火过程的热应力变化在工件内外表现为不同的特点,对于表面和心部节点,其主要表现为:表面先呈拉应力后呈压应力,心部先呈压应力后呈拉应力.     

钢的淬火过程的数值模拟

本文介绍一个独立开发的热处理数值模拟软件包(NSHT),包括其主要结构、功能和有关淬火过程计算的基本原理。用该软件对三个圆筒形试件的实际淬火过程进行计算,考察了该软件在不同材质、几何尺寸和淬火规范下的有效性。