淬火冷却介质换热系数研究进展

淬火冷却介质换热系数不仅是评定淬火介质冷却能力的主要参数,也是淬火过程数值模拟中最重要的边界条件之一.它受很多因素的影响,如工件的材质、尺寸、表面状态等,因此很难精确测定.本文概述了近年来有关换热系数的研究,并对以后的研究工作做了展望.     

淬火介质换热系数绵计算机测算

提出了用计算机进行测量和计算淬火过程中淬火介质换热系数的反传热模型。该模型利用采样系统测得的上结位置的冷却曲线来计算淬火介质的换热系数,获得其随表面温度变化的曲线,对水和油的测算结果表明,计算值和实际情况吻合较好。     

铝合金厚板淬火过程换热系数的求解与验证

在铝合金厚板淬火过程的数值模拟中,换热系数的正确求解是工件温度场、应力场模拟结果和实验相符的先决条件.分析换热系数反求法的数学模型,并采用MATLAB编程实现该数学模型的求解.用求得的换热系数作为MSC·MARC建立的有限元模型的边界条件,计算试件的温度场变化曲线,计算结果和实测数据基本吻合.     

淬火介质换热系数的计算机测算

提出了用计算机进行测量和计算淬火过程中淬火介质换热系数的反传热模型。该模型利用采样系统测得的探头上某些位置的冷却曲线来计算淬火介质的换热系数,获得其随表面温度变化的曲线。对水和油的测算结果表明,计算值和实际情况吻合较好．     

6061铝合金淬火敏感性的研究

通过硬度测试和TEM,分析分级淬火对6061铝合金的淬火敏感性的影响规律。结果表明,6061合金的鼻尖温度在350℃附近,位于鼻尖温度附近的中温区具有很强的淬火敏感性,温度区间为225~450℃;在高温区和低温区采用较小的冷却速率,中温区采用较大的冷却速率对其进行淬火处理,降低其淬火内应力并保证其力学性能满足要求。     

动态淬火介质冷却特性及换热系数的研究

为了研究工业生产条件下淬火油在不同流速下的冷却特性曲线及换热系数 ,用超声波多普勒流量计测定了淬火油槽的流速 ,按ISO9950标准测定冷却特性曲线 ,用 1 2 0mm× 1 2 0mm× 2 0mm平板状试样和反传热法测定与计算了换热系数。结果表明 ,随着介质流速的增加冷却特性曲线的冷速最大值及换热系数的最大值均呈增加趋势 ,当搅拌使介质中产生气泡时 ,介质的冷却能力明显降低。最后指出换热系数曲线能更好地反映表面热量传递的真实情况。     

常用钢淬火表面换热系数耦合相变的反传热分析

根据反传热方法和实测的每种钢探头在多种介质中淬火时的冷却曲线,建立了耦合相变的轴对称有限差分模型,结合编写的FORTRAN程序计算每种钢探头淬火过程的表面换热系数。结果表明,相变对计算有影响,考虑相变时的计算值是合理的。同时发现,淬火过程的换热系数与淬火介质及探头材料均相关,相同的钢探头在不同介质中淬火时的换热系数不同,而不同材料的钢探头在同种介质中淬火时的换热系数也不同。     

6061铝合金中厚板退火过程中的再结晶及淬火效应

6061铝合金在热轧过程中发生了动态回复和动态再结晶,消耗了一部分储能,使其在后续退火过程中无法达到完全再结晶状态.为制备6061-0铝合金中厚板,对不同终轧温度的6061铝合金板材进行退火.结果表明:终轧温度较低(不大于300℃)的板材在360℃～400℃退火即可达到O态力学性能;而终轧温度较高(381℃)的板材其强...     

铝合金厚板淬火表面换热系数的离散解析求法

为了快速准确求取铝合金厚板淬火过程的换热系数,对淬火热传导过程进行分析。首先,将换热系数解析过程假设为淬火温度离散化的,并且是相邻离散点可进行迭代优化的计算过程。然后,分步解析求解了各离散温度区间的换热系数,最后完成了数据修正和仿真计算还原。结果表明,该方法获得的换热系数,可以使实验冷却曲线与计算冷却曲线较好的吻合,从而证明这种计算方法的可行性,并在文末对该方法的误差来源和特点进行了分析。     

铝合金连续铸造喷水冷却的换热系数

基于边界条件替换法建立了铝合金连续铸造喷水冷却过程的换热系数计算模型.采用实验测量铸锭冷却过程的表面温度和温度场数值计算相结合的方法,确定了铸锭表面温度为100～500 ℃和喷水密度为11.3～27.8     

Computation of synthetic surface heat transfer coefficient of 7B50 ultra-high-strength aluminum alloy during spray quenching

According to inverse heat transfer theory, the evolutions of synthetic surface heat transfer coefficient (SSHTC) of the quenching surface of 7B50 alloy during water-spray quenching were simulated by the ProCAST software based on accurate cooling curves measured by the modified Jominy specimen and temperature-dependent thermo-physical properties of 7B50 alloy calculated using the JMatPro software. Results show that the average cooling rate at 6 mm from the quenching surface and 420–230 °C (quench sensitive temperature range) is 45.78 °C/s. The peak-value of the SSHTC is 69 kW/(m²·K) obtained at spray quenching for 0.4 s and the corresponding temperature of the quenching surface is 160 °C. In the initial stage of spray quenching, the phenomenon called “temperature plateau” appears on the cooling curve of the quenching surface. The temperature range of this plateau is 160–170 °C with the duration about 3 s. During the temperature plateau, heat transfer mechanism of the quenching surface transforms from nucleate boiling regime to single-phase convective regime.     

6061铝合金TTP曲线的研究

通过分级淬火法获得了6061铝合金TTP曲线,计算了淬火敏感温度区间的淬火因子,结合淬火因子分析法预测了在不同淬火冷却速率条件下合金的硬度,并与实测值进行对比。结果表明:6061铝合金TTP曲线的"鼻尖"温度约为340℃,淬火敏感温度区间为220～455℃;合金硬度的预测值与实测值吻合较好,淬火因子分析法预测合金的性能具有较高的准确度;合金在淬火敏感温度区间220～455℃的淬火冷却速率大于16.2℃/s时,合金的硬度能达到最大硬度值的95%以上。     

比较厚板淬火换热系数反求的两种方法

在厚板淬火过程的数值模拟中,换热系数的正确求解是保证其温度场及应力场模拟结果与实际结果一致的前提。在实测冷却曲线的基础上建立了换热系数求解的两种数学模型,计算了换热系数随淬火时间关系曲线。基于ABAQUS模拟软件分析了两种模型在某特定区域温度场的实测与模拟误差。结果表明,换热系数随时间呈非均匀分布,在20～40 s之间出现换热系数峰值;一点法求解的换热系数优于两点法;两种方法计算的表面温度均出现温度回升现象,但一点法求解的表面温度回升较两点法的平缓。     

Spatial interfacial heat transfer and surface characteristics during gravity casting of A356 alloy

As one of the key boundary conditions during casting solidification process, the interfacial heat transfer coefficient (IHTC) affects the temperature variation and distribution. Based on the improved nonlinear estimation method (NEM), thermal measurements near both bottom and lateral metal-mold interfaces throughout A356 gravity casting process were carried out and applied to solving the inverse heat conduction problem (IHCP). Finite element method (FEM) is employed for modeling transient thermal fields implementing a developed NEM interface program to quantify transient IHTCs. It is found that IHTCs at the lateral interface become stable after the volumetric shrinkage of casting while those of the bottom interface reach the steady period once a surface layer has solidified. The stable value of bottom IHTCs is 750 W/(m²·°C), which is approximately 3 times that at the lateral interface. Further analysis of the interplay between spatial IHTCs and observed surface morphology reveals that spatial heat transfer across casting-mold interfaces is the direct result of different interface evolution during solidification process.     

Simulation of temperature and stress in 6061 aluminum alloy during online quenching process

The cooling curves of 6061 aluminum alloy were acquired through water quenching experiment. The heat transfer coefficient was accurately calculated based on the cooling curves and the law of cooling. The online quenching process of complex cross-section profile was dynamically simulated by the ABAQUS software. The results suggest that the heat transfer coefficient changes during online quenching process. Different parts of the profile have different cooling velocity, and it was verified by water quenching experiment. The maximum residual stress of the profile was predicted using FEM simulation based on ABAQUS software. The relations between the temperature and stress were presented by analyzing the data of key points.     

热处理工艺对6061铝合金筒形件旋压过程及其性能影响

为满足某6061铝合金筒形件产品较高的形状、尺寸精度及机械性能要求,对热挤压态6061铝合金管坯件旋前不同热处理工艺规范(退火、固溶、不完全退火和半同溶)进行了分析比较,研究获得不同热处理工艺规范对旋压成形过程及其性能的影响规律.结果表明,对热挤压态6061铝合金管坯件而言,在旋压成形前进行半固溶处理(即将管坯加热到4...     

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。     

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。