真空渗碳炉加热室温度场数值模拟与分析

加热室是真空渗碳炉的核心部分。炉温均匀性及工件加热效率等参数是衡量真空炉性能的重要指标,加热室设计直接影响炉子的使用性能和生产效率。本文基于有限元计算平台,建立真空渗碳炉加热过程的数学模型,对不同加热室参数及整体输出负荷下的温度场进行模拟及预测,确定了加热管数量、加热管外径及整体输出负荷对工件温度均匀性及加热效率的影响规律。结果表明:适当地增加加热管数量、合理选择加热管外径和整体输出负荷能提高工件的加热速率,降低工件的温差。     

半固态搅拌制备颗粒增强铝基复合材料

采用半固态搅拌铸造法制备了SiC_p含量为17%的SiC_p/A357铝基复合材料,研究了搅拌温度、搅拌速度和搅拌时间对SiC_p分布均匀性的影响并进行了优化。结果发现,与液态搅拌相比,在铝合金半固态温度区间搅拌有利于减少吸气和促进SiC_p的均匀分布,但搅拌温度太低会使SiC_p在搅拌过程中被较大的初生相推挤到边界处,导致SiC_p分布不均匀;提高搅拌速度和延长搅拌时间可以提高SiC_p分布均匀性,但搅拌时间过长,SiC_p分布均匀性将变差。试验条件下优化后搅拌工艺参数:搅拌温度为610℃,搅拌速度为800r/min,搅拌时间为25min。制备的φ240mm×330mm、质量为41kg的大规格铝基复合材料铸锭组织中SiC_p分布均匀。     

工艺参数对搅拌法制备B4Cp／AZ91复合材料颗粒分布均匀性的影响

以AZ91镁合金为基体,平均尺寸125 μm的B4C颗粒为增强相,采用半固态搅拌铸造法制备了B4Cp/AZ91镁基复合材料.分析了添加颗粒百分比、加热温度、降温时间、搅拌速度和搅拌时间等工艺因素与颗粒分布均匀性之间的关系.根据各个关系曲线进行工艺参数优化,结果为:颗粒百分比8%、加热温度604 ℃、降温时间20.5 min、搅拌速度700 r/min,搅拌时间13.5 min.采用优化工艺参数制备复合材料,金相观测和样方法处理都表明,颗粒分布均匀性明显提高.     

热处理设备(十一)

3.7.2主要技术参数 最大装载量（含工装）：kg;有效装料尺寸：直径×高度mm;有效加热区高度：mm;有效加热区温度均匀性：≯±3℃;控温精度：±1℃;炉壳温升：≯50℃;区数：区井式炉的有关要求可执行标准JB/T 8195.10—2007间接电阻炉第10部分：RF系列强迫对流井式炉。     

真空炉温度均匀性测试

温度均匀性测试需通过校准合格的测量系统,采用适当的方式对热处理炉有效加热区的温度变化进行一系列测量。真空炉的温度测试必须兼顾真空和温度这两个重要指标。本文主要介绍真空炉的温度均匀性测试技术。     

温轧中的轧辊感应加热及辊面温度分布模拟

采用数值模拟的方法研究了温轧轧辊感应加热中的辊面升温及温度分布特征,分析了辊面温度均匀性及均温区大小,提出了温度均匀性指数(TUI),讨论了辊面气流调节和导磁体分布对温度分布及均匀性的影响。研究表明,辊面温度分布呈现中部温度高、两端偏低的特点,均温区长度约占轧辊总长的68%;辊面气流调节及导磁体分布调整均可增大均温区比例,分别可达81.6%和83.2%;此外,经综合优化后,均温区比例可提升至93.6%。     

高转速下原位加热系统理论设计

为了研发高转速叶片原位加热设备,基于目标温度为1 000℃的设备性能指标要求,结合有限元仿真,系统研究了感应线圈形状及尺寸、感应线圈与叶片相对位置及间距、电流强度及频率等因素对试样温度分布的影响规律。结果表明：矩形感应线圈的加热效果优于圆形感应线圈,但差别不明显,且试样的温度分布基本一致;减小感应线圈与试样之间的距离可以显著提高加热温度,但会增加高速旋转试样与感应线圈发生摩碰的风险;增加电流及频率,试样最高加热温度快速上升,但进一步增加电流和频率,升温速率明显降低。综合分析后,根据设备研发的性能指标,确定感应加热系统的关键性能指标参数为：矩形线圈的尺寸为6 mm×8 mm,线圈与试样间距控制在3 mm～10 mm,电流频率控制在25 kHz～45 kHz.     

激光沉积修复金属去应力退火局部热处理工艺北大核心CSCD

利用感应加热系统对激光沉积修复试样进行去应力退火局部热处理,研究了局部热处理的保温温度和时间对试样温度分布和残余应力的影响规律。结果表明:感应加热系统的局部加热效果明显;随着局部热处理保温温度的提高和保温时间的延长,加热区温度分布更加均匀;600℃去应力退火热处理后,残余应力平均降低30.6%以上,高于500℃去应力退火热处理后的应力消减幅度,局部热处理后由残余应力引起的端部变形量由2.67 mm消减为0.54 mm。试验验证了基于感应加热的局部热处理可有效消减修复应力和变形量。     

激光沉积修复金属去应力退火局部热处理工艺

利用感应加热系统对激光沉积修复试样进行去应力退火局部热处理,研究了局部热处理的保温温度和时间对试样温度分布和残余应力的影响规律。结果表明:感应加热系统的局部加热效果明显;随着局部热处理保温温度的提高和保温时间的延长,加热区温度分布更加均匀;600℃去应力退火热处理后,残余应力平均降低30.6%以上,高于500℃去应力退火热处理后的应力消减幅度,局部热处理后由残余应力引起的端部变形量由2.67 mm消减为0.54 mm。试验验证了基于感应加热的局部热处理可有效消减修复应力和变形量。     

TC4表面激光熔覆沉积Ti40阻燃钛合金的工艺研究

采用半导体激光熔覆沉积,在传统TC4钛合金表面熔覆沉积Ti40合金。研究了激光熔覆沉积工艺对单道单层沉积层的几何尺寸、成分及显微硬度的影响,优化了激光熔覆沉积工艺。结果表明:随着激光功率的提高以及扫描速率的降低,熔覆层、重熔区以及热影响区尺寸均有所增加;随着送粉率的提高,熔覆层尺寸有所增加,而重熔区、热影响区尺寸均随送粉率的提高先提高而后降低。在各工艺条件下,热影响区硬度均显著高于基体区以及重熔区和熔覆层;激光功率1800~2700 W、扫描速率10 mm/s、送粉率11 g/min以及激光功率2400 W、扫描速率10 mm/s、送粉率8~17g/min时,均获得了成分、硬度分布均匀的重熔区和熔覆层,表明在以上工艺条件下,熔池内对流充分,基材与熔覆Ti40材料充分混合以及合金化。     

热氢处理炉真空加热温度场数值模拟与分析

钛合金热氢处理技术是利用氢在钛合金中的可逆化作用,改善钛合金微观组织与机加工性能的一种新技术.其中,热氢处理炉是钛合金加热渗氢、脱氢的重要设备,加热均匀性和加热效率是加热室设计过程中需考虑的关键技术,会直接影响钛合金热氢处理过程中的效率和质量.针对适用于钛合金的热氢处理炉进行真空加热过程温度场数值模拟分析,建立真空加热...     

Fluidity and solidification microstructures of flake graphite cast iron in thin sections

Fluidity determinations have been undertaken using a silica tube as the fluidity channel, metal being drawn in to the test tubes by means of a regulated vacuum system. Fe-Si and Ca-Si inoculants were added to a hypoeutectic cast iron melt which was then tested for fluidity. A linear relationship between fluidity length and tube diameter was obtained. Fluidity length increased with increasing suction pressure and with increasing temperature of the molten iron. Fluidity length is proportional to the square root of effective suction pressure. Structures within the fluidity specimens have been classified, from the tip backwards, into three zones, containing ledeburite, mottled and flake graphite structures. The length of each structural zone increases with increasing suction pressure. The total length of the ledeburite zone, plus the mottled zone, is constant for increasing tube diameter. Thus, the flake graphite zone increases linearly with tube diameter. The effects of inoculation on the structure and its fading were evaluated by the length of the flake-graphite zone.     

真空热处理炉布料矩阵优化仿真分析

为了获得更高的加热效率和更好的温度均匀性,采用有限元软件建立了真空热处理炉加热过程仿真模型,并耦合PID算法用于温度控制。通过与实测温度对比,验证了仿真模型的准确性。借助该模型,模拟研究了布料矩阵对两种典型形状零件在真空热处理炉内加热特性的影响。模拟装炉时基于零件几何形状特征,对圆棒形工件采用顺排、叉排和环形排列3种形式,对圆盘形工件采用横排式和竖排式。研究结果表明:尽管零件形状和数量相同,但是随着布料矩阵的变化,加热效率和温度均匀性都会改变。对于圆棒形工件,采用环形排列不仅可以提高内部工件的加热速率,而且相较于叉排式可以将最大温差减小36 ℃;对于圆盘形工件,由水平式改为竖直式布料可以将最大温差由248 ℃减小至171 ℃。     

冷轧超高强钢退火板形优化技术研究进展

简要介绍了连续退火机组的设备配置及发展概况,分析了连续退火机组冷轧超高强钢板形改进方向。针对板形问题,在退火过程板形演变机理分析基础上,从连退机组加热区板形优化、冷却区板形优化、平整区板形优化、张力制度优化、炉辊辊型优化等方面综述了目前超高强钢退火板形优化技术的发展情况。指出了来料板形、退火张力、退火工艺、快热快冷技术、沿带钢宽度方向温度均匀性、炉辊辊型、平整工艺等对连退机组板形的影响,为掌握超高强钢连退过程板形控制关键工艺技术、提升企业核心竞争力起到了重要的指引作用。最后还对连续退火的发展趋势进行了展望。     

真空炉隔热屏保温效果的数值仿真

金属炉胆的真空炉主要用于处理一些对真空气氛要求较高的金属产品,炉胆的隔热屏制造成本较高并且不易改动。通过对WZDGQ-40型真空炉的金属隔热屏保温效果进行仿真研究,得到每层隔热屏的温度场情况。结果表明,调整中间两发热带的距离为200 mm时,炉胆外层温度降低80 ℃。合理的发热带宽度和发热带间距能够较好提高炉胆的保温效果,为今后该类型装备制造提供一定的参考价值。     

BBH预抽真空型气体渗碳炉的研制

介绍了新研制的预抽真空式可控气氛气体渗碳炉。该炉的前室为真空室,工件进炉后,对前室进行预抽真空,然后通入氮气,工作在氮气或滴注式气氛的保护下完成加热或淬火,实现了无氧化加热,消除了前室爆炸的危险,克服了进、出炉过程中火帘燃烧带来的热量和ＣＯ２气体排放的缺陷。加热室采用圆形炉膛结构,增加了气氛流动的合理性,提高了炉膛有效加热区内的温度均匀性。停炉时,没有炉膛氧化现象,大大减少了再次开炉时的炉膛时效时间,节省了能源,提高了设备的效率。     

基于Fluent的真空固溶热处理炉内温度场流体场分析

基于有限元模拟仿真方法,对真空气淬热处理炉热区的温度场和流体场进行精细模拟,并模拟出空载、只装载料框和装载叶片的3种不同实际生产过程中可能遇到的情况的温度场和流体场。通过采用9点测温的方法,监测出有效加热区的温度变化趋势。同时,对不同部位的流速场进行监测。并结合实测数据,总结出温度变化规律以及温度场-流速场之间的耦合关系。为总结出热区温度-流速变化规律与分布状况,以及未来实现真空热处理的精密调控打下基础。     

Effect of brazing parameters on fillet size and microstructure of cladded fin-microchannel tube joints

This work concerns the optimization of furnace brazing conditions for joining micro-multiport aluminum tubes and fins made with AA4343/AA3003/AA4343 brazing sheet in mini-assemblies mimicking the core of an automotive heat exchanger. Taguchi method was used for design of experiment, considering five process parameters with two levels of values. The aim was to maximize the fillet size of the brazed joints, which has an important influence on the thermal integrity and mechanical properties. Fillet length measurements of brazed joints were performed with a metallographic microscope. The statistical analysis allowed to obtain the optimum values of process parameters (peak temperature, residence time, heating rate, microchannel tube type and flux). At a 95% confidence level, the variability of fillet length is most significantly affected by the peak brazing temperature (77%), residence time (15%) and heating rate (7%). The predicted maximum fillet length was (152±11) µm, which was corroborated by confirmation trials. The microstructural analysis of tube−fin joints showed that variations in peak temperature and residence time affect only the size of the eutectic zone of fillet formed, but not the nature or composition of the constituent phases.     

燃气式真空热处理炉技术研究开发及应用

本文概论述了燃气式真空炉技术的发展概况，重点阐述了燃气式真空炉的主要炉型，结构及特点，以及蓄热式辐射管燃气真空炉技术的特点，HTAC烧嘴结构，炉内温度分布，热平衡计算和NOx特性等，同时简介了电炉和燃气真空炉的技术经济效益比较，并对我国高温空气燃烧技术和天然气燃气处理技术设备的研究开发和推广应用进行了探讨。     

“FULGURA MULTIFLUX”真空钎焊及高压气淬炉

对以CFC（碳－碳复合材料）为加热元件的真空钎焊高压气淬炉进行了试验，对不同加热条件的温度均匀性进行了比较。