采用模拟方法对反应堆压力容器大锻件用钢的研究

采用数值模拟和物理模拟方法对反应堆压力容器特厚大锻件用钢进行了研究.采用NSHT程序模拟400 mm×800 mm×800 mm模拟锻件淬火过程中的温度场分布,通过小试样控制冷却模拟锻件淬火,对实验钢的化学成分和热处理工艺进行了优化,并探讨了成分与热处理对组织与性能的影响.     

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。     

1.2738模块预硬化后大面表层硬度偏软问题分析

针对1.2738模块预硬化后大面表层硬度偏软问题进行分析。结果表明,1.2738模块大面表层硬度偏软是由于模块预硬化后,大面表层产生大量黑色的屈氏体异常组织造成。由于模块淬火过程采用"水-空交替控时淬火冷却技术"进行淬火冷却处理,在第一阶段预冷过程中,模块棱角、棱边和表层的温度降低到过冷奥氏体不稳定的温度范围之后,形成大量了黑色屈氏体组织。后期经过工艺调整,解决了模块预硬化后大面表层硬度偏软问题。     

基于数值模拟技术的大直径磨球热处理工艺优化

为了解决等温淬火过程中生产周期长、能耗大、淬火介质污染环境等问题,提出了一种新型热处理工艺,以得到贝氏体-马氏体复相组织。运用ANSYS软件对实际工件在淬火过程中的温度场进行了模拟,并结合C曲线优选出理想的工艺参数。利用热电偶深孔安装法验证了模拟温度场的准确性。通过优化后的热处理工艺参数对φ150 mm大直径磨球进行了反复水冷空冷,得到由心部到表面的硬度和组织含量,结果说明模拟是准确的。     

淬火温度对20CrMnTiH钢渗碳淬火后组织与残留应力的影响

根据过冷奥氏体等温转变曲线,建立了20CrMnTiH钢的组织转变模型;利用有限元软件中的热处理模块,对20CrMnTiH钢的渗碳淬火过程进行了有限元数值模拟;分析了不同淬火温度对渗碳淬火后的组织和残留应力的影响;并对渗碳淬火后的组织进行了金相试验分析。结果表明:模拟结果与试验结果相吻合,证明了20CrMnTiH钢相变模型的正确性;同时提出淬火温度在Ac_3温度以上时对组织转变的影响不大,降低淬火温度可以显著降低零件淬火后的残留应力。     

钢的热处理数值模拟技术的现状与发展

钢的热处理涉及到一些极其复杂的过程,特别是,工件中会产生温度场、组织场和应力-应变场并相互作用。对钢的热处理过程进行数值模拟的目的是揭示工件中的温度场、组织场和应力场的瞬时变化,或预测钢热处理后的组织和性能,从而修正和优化热处理工艺。ABAQUS有限元软件可用来数值模拟钢的热处理过程。目前,热处理过程的数值模拟技术尚存在一些问题。今后的发展主要是材料数据库的建立和完善,温度场、组织场和应力场耦合模型的完善,以及改进高通量计算和高通量试验。     

重轨淬火过程中的温度场模拟

重轨热处理温度及气冷温度对重轨淬火质量的提高有直接的影响。利用ANSYS有限元软件建立重轨温度分布模型,并对其淬火过程中的温度场进行了模拟计算,分析重轨淬火过程中重轨内部温度变化情况。研究结果表明,模拟结果与实测结果吻合较好;根据重轨温度场的变化规律,控制喷风时间,最终得到理想的索氏体组织。     

齿轮激光淬火硬化层数值模拟

建立了采用轴向扫描工艺对渐开线齿轮进行激光淬火时的三维温度场数值模型,采用ANSYS软件模拟激光束扫描过程中齿面及轮齿横截面的温度分布。结果表明,激光淬硬层深度模拟结果与试验结果相吻合,可以通过该温度场模型对各种模数和齿数的齿轮激光淬火过程进行模拟,快速得到与实际相近的硬化层深度分布曲线。建立该数值模型的一些思路和方法也适用于各种曲面类零件激光淬火的数值模拟。     

热处理过程流场-温度场-组织场-应力场耦合模拟研究

建立了有限元-有限体积耦合的热处理流场、温度场、组织场、应力场数值模型,并采用真空高压气淬工艺对该模型进行了验证。模拟结果与实测不同位置的冷却曲线和显微组织吻合较好。本研究扩展了热处理模拟的求解域,克服了传统淬火模拟需预先获得淬火介质换热系数的局限。模拟可获得工件热处理后的显微组织分布和残余应力分布,进而为热处理工艺的制定提供参考。     

淬火冷却过程数值模拟的研究现状及展望

淬火冷却过程是淬火介质流场、温度场与工件温度场、组织场和应力/应变场相互耦合的复杂过程.本文概述了淬火冷却过程数值模拟的主要内容及其研究现状,并对存在的问题进行了评述,对未来发展的内容和重点研究方向进行了展望.     

2311和2738模具钢热处理质量效应的数值模拟

利用数值模拟技术对2311和2738两种模具钢热处理质量效应进行了定量评估和现场试验验证。在此基础上对不同规格模坯材料及其回火工艺参数选择提出了具体建议，并在实际热处理实践中得到成功运用。     

大断面塑料模具钢块热处理的数值模拟

大断面工件的选材及其热处理工艺参数的制定需要进行一系列复杂、昂贵的试验，数值模拟技术可以简化和缩短这一过程。在已有研究的基础上，运用数理分析方法对不同尺寸、不同材料的模具钢模块在热处理后的组织性能进行了模拟计算。结果表明，计算结果与实际一致，可以用于大断面工件热处理工艺的制定和决策。     

大型铸钢件的热处理数值模拟与实验验证

对一重量为3323kg的大型车轮铸钢件的预备热处理过程进行了数值模拟分析。介绍了铸件的结构尺寸和铸件材料的热物性参数，以及数值模拟所需的初始条件和边界条件。模拟得到了热处理工艺的CCT曲线和铸件某些位置的冷却曲线，计算了铸件在整个热处理工艺中不同阶段的温度场、金相组织和力学性能的变化和分布状态。在铸件进行了实际热处理后测试了力学性能指标，实测结果与模拟结果基本吻合。实践证明，数值模拟技术是确定和优化热处理工艺参数的有效工具，能有效缩短工艺设计周期，降低生产成本，保证热处理质量，这对于单件小批量生产的大型热处理件具有更加实际的意义。     

数值模拟与热处理技术进步

热处理过程是外部环境与金属温度场、组织场和应力场等相互作用的复杂过程,数值模拟作为传统实验研究之外的另一个重要研究手段,在热处理过程的研究中正被广泛应用,本文简要介绍热处理过程计算机模拟的研究成果和目前存在的一些问题并展望了未来发展的趋势.     

铝合金圆管空拉拔过程中温度场仿真预测

阐述了塑性成形中热力耦合效应的数值分析方法,建立了铝合金空拉拔过程热耦合计算的有限元模型,设计了两组模拟方案,一组以拉拔速度为变量,速度变化范围为50～200mm/s,一组以摩擦系数为变量,变化范围为0.02～0.4。通过模拟仿真获得了拉拔过程中模具和管子温度场的分布,并依据拉拔速度方案和摩擦系数方案得到了拉拔结束后模具最高温度分布和拉拔速度及摩擦系数的关系。结果表明,模具最高温度随拉拔速度的增加和摩擦系数的增加都是近似线性的增加;对坯料及模具温度场的仿真预测为润滑剂的选取、拉拔工艺及模具设计提供了依据。     

基于模拟仿真的铝合金铸件热处理过程温度均匀性控制

为实现铝合金铸件热处理过程的温度场调控、减轻变形,采用数值模拟方法,研究了不同料架结构对铝合金铸件表面温度场及温度均匀性的影响。结果表明,模拟仿真能够实现热处理过程铸件表面温度场的准确模拟,同时,热处理料架对铸件表面温度场具有重要影响。针对铝合金舱体铸件,采用φ30mm小孔+φ600mm大孔的料架底板,铸件表面不同位置温度均匀性最好,温度误差在±5℃范围内。     

SIMULATION OF LARGE TURBINE ROTOR''''S HEAT TREATMENT PROCESS

1. Introduction Duplex grain which has a serious influence on the mechanical performance is a familiar microstruc- ture defect of large turbine rotor forgings, so finding how to eliminate the defect is of great benefit to im- prove the quality of them. Si…     

覆砂金属型工艺设计及其数值模拟

论述了覆砂金属型铸造工艺及其传热机理,对其数值模拟技术进行了分析,并利用ANSYS软件模拟了球铁曲轴的覆砂金属型铸造温度场,确定了其工艺参数.     

汽车万向节叉热挤压成形的数值模拟分析

采用刚粘塑性有限元法对万向节叉热挤压成形过程进行数值模拟分析,综合考虑了变形、热传导、变形生热、摩擦生热等多个因素,得出了成形过程中金属流动变化的3个阶段。研究了摩擦条件和终锻温度对成形力的影响,得出良好的润滑条件和给模具进行预热,能够有效的控制成形力,有利于金属的流动及提高模具寿命。     

SIMULATION OF LARGE TURBINE ROTOR＇S HEAT TREATMENT PROCESS

Temperature field numerical simulation about he heat treatment process curve of large turbine rotor is presented. With simulation software Deform3D in according to the heat treatment processing of China First Heavy Machinery, the details of temperature change at the different location of the rotor is to be found. Once knowing the temperature field change, the duplex grain defect long time existed in large forgings can be solved with a quantitative analysis instead of only the qualitative one. Precondition for small metal samples is brought to simulate microstructare and grain size change of large rotor according to the numerical simulation result. Also, consistent feature with real manufacture is showed from the physical experiment, so that the simulation can be used to not only improve the products process but also prevent wasting unnecessary energy and shorten process periods. The rotor quality is controlled thoroughly with plenty of experiments data.