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。     

40Cr钢喷雾淬火换热系数的计算及数值模拟

为计算ф25 mm×100 mm 40Cr圆柱试件喷雾淬火冷却过程的换热系数,采用四通道采样系统测定了喷雾淬火过程的冷却曲线,并用反传热法中的非线性估算法计算出换热系数。计算结果表明,喷雾淬火过程分3个阶段:膜沸腾阶段、核沸腾阶段和对流换热阶段,并在冷却到120℃时,换热系数达到峰值9800 W·m-2·℃-1。采用此换热系数作边界条件,对40Cr钢的喷雾淬火过程进行了数值模拟,得到淬火过程中不同时刻的温度场、组织场、硬度场和应力场。     

薄铝板淬火换热系数求解

针对薄铝板淬火过程,本文采用不同函数形式描述淬火换热系数,并借助ABAQUS有限元软件进行温度场和位移场模拟,得到换热系数和位移场的关系。基于试验所得翘曲位移反求换热系数,并对所选取的函数形式进行了优选。     

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有直接的影响.利用ANSYS有限元软件建立了重轨温度分布模型,并对其淬火过程中的温度场进行了模拟计算,分析了重轨淬火过程中重轨内部温度变化情况.研究结果表明,温度的模拟结果与实测结果吻合较好,为下一步研究重轨应力场奠定了基础,对重轨淬火工艺和生产工艺具有重要指导意义.     

薄铝板淬火换热系数求解

针对薄铝板淬火过程，本文采用不同函数形式描述淬火换热系数，并借助ABAQUS有限元软件进行温度场和位移场模拟，得到换热系数和位移场的关系。基于试验所得翘曲位移反求换热系数，并对所选取的函数形式进行了优选。     

动态淬火过程的流-固耦合数值模拟

借助流体动力学计算软件CFD2000,对介质不同流速下试样的淬火过程进行了流.固耦合数值模拟.将实测换热系数曲线数值化并线性插值,得到了不同温度、流速下的换热系数,并赋给流.固换热边界,从而实现流.固耦合计算,同时得到了淬火介质流场和试样温度场.数值模拟结果与实测结果的对比表明,用该数值方法来模拟淬火介质存在相变的复杂淬火过程是可行的,能够显示出淬火过程的蒸汽膜、沸腾换热、对流冷却三个阶段以及各自的特点.该方法可避免复杂气液两相流的计算,简化淬火过程流-固耦合计算.     

线材斯太尔摩风冷过程相变动力学研究及温度场预测

线材轧后斯太尔摩风冷过程对其最终组织性能非常关键,而奥氏体相变与温度场的双向耦合是线材风冷过程温度场预测的一大难题。为此,对斯太尔摩风冷过程中线材温度场及相变进行了研究,建立了线材风冷过程的三维模型及相变动力学数学模型。采用CFD模拟的方法对换热系数进行求解,发现线材搭接点区域换热系数远小于非搭接点区域,并且搭接点区域换热系数随时间呈周期性变化。通过模拟计算得出线材同一截面上下表面换热系数相差70～100 W/(m²·K)。采用有限差分法对线材相变动力学及线材在风冷条件下温度场的数学模型进行计算,得到线材温度场分布,发现线材在风冷过程中温差最大为30～50℃,与现场测量数据非常吻合,这表明模型可以用于工业生产线材风冷冷却过程温度场和相变过程的预测。     

雾化气体淬火过程换热系数的计算及实验研究

研究了用反传热方法计算雾化气体淬火过程试件表面综合换热系数的基本原理和算法,利用Matlab编写了试件表面综合换热系数的反求程序。然后,通过反求程序对不同工艺参数下淬火过程试件表面的综合换热系数进行了计算。运用Matlab模拟了不同工况下淬火试件的温度场,实测了试件淬火过程的温度变化,并对试件的温度计算值和实测值进行了对比。结果表明,所述的方法对雾化气体淬火试件表面综合换热系数的数值计算是准确有效的。     

界面换热系数对淬火过程变形模拟影响的敏感性分析

对316不锈钢C型环和纵切圆柱2种试样在水冷淬火过程中发生的热处理变形进行了计算机模拟和实验研究.结果表明:温度场的精确测量对综合界面换热系数的逆运算结果具有重要影响,并进一步影响热处理变形的模拟预测.采用低采集频率数据逆运算得到的界面换热系数,在温度变化剧烈的高温阶段偏低,致使变形模拟结果严重失真.采用高采集频率逆运算得到的界面换热系数,C型环和纵切圆柱试样变形的模拟结果均与实验结果吻合较好.高温阶段界面换热系数对材料的屈服行为的计算结果影响很大,是影响变形结果的主要原因.较大的界面换热系数将使材料在较高温度时即进入屈服状态,并且处于屈服状态的温度范围也较大,更容易发生塑性变形以及引发刚性运动.淬火变形的模拟结果对高温段界面换热系数的变化较为敏感,而对低温段的变化不敏感.     

中厚板辊式淬火换热系数的确定方法

为了确定中厚板辊式淬火过程中的最佳换热系数,进行了12MnNiVR钢板淬火过程中的温度场和应力场计算.依据温度场分析提出了中厚板在淬火机高压区内淬火过程中换热系数的确定方法,并用该方法确定了不同厚度12MnNiVR钢板在高压区淬火的换热系数.应力场分析表明,在低压区采用低的换热系数,可显著降低钢板淬火过程中产生的热应力及残余应力.20mm厚12MnNiVR钢板低压区淬火,平均换热系数确定为1 kW/(m2·K),与采用8 kW/(m2·K)相比,钢板表面残余压应力与中心残余拉应力的差值可降低181.2 MPa.