淬冷过程中三维传热的数值模拟

淬火过程中钢类工件的热物性参数、界面换热系数要随温度发生变化，相变所引起的相变潜热也对工件温度场造成影响。本文据此提出了三维非线性淬火温度场有限元数学模型，模型中耦合了温度和相变潜热的计算。用此模型对Ｔ８钢淬火过程进行计算机模拟，计算结果令人满意。     

热等静压温度对铍铝合金显微组织及力学性能的影响

通过室温拉伸试验和扫描电镜观察与分析,研究了粉末冶金法制备铍铝合金过程中热等静压温度参数对合金的显微组织、力学性能的影响。结果表明,铍铝合金的抗拉强度、屈服强度均随热等静压温度的升高而降低,而延伸率明显增加。合金的断裂模式受热等静压温度的影响不大,断裂是由铝相的韧窝断裂和铍相的解理断裂构成的混合型断裂。     

铝、钛钣金件的模具淬火成形

一、基本情况模具淬火成形是一种工艺方法。采用这种方法能对固溶热处理铝合金或钛合金板材同时进行成形和淬火。工艺过程为:把工件加热到固溶热处理温度;在该温度下保持足够的时间,使合金充分固溶、成形,成形后立即在模具中淬火。模具淬火成形后,得到一个完全成形并经热处理的零件。成形前的加热,使材料弹性引起的回弹量降低到零。成形后立即模具淬火,     

高速切削AF1410的切削温度有限元仿真分析

用Abaqus有限元分析软件建立WC硬质合金刀具高速切削AF1410高强钢的二维仿真模型,对切削过程进行模拟,获得切削过程中刀具、工件的温度分布情况,研究分析切削用量对工件的最高切削温度和稳定切削区平均最高温度的变化情况。结果表明:切削过程中刀具、工件的温度变化趋势可分为3个阶段,每个阶段变化特征不同,且刀-屑接触面附近工件的最高切削温度始终高于刀具;工件的最高切削温度和稳定切削区工件的平均最高温度均随切削速度和切削深度的增加而增加,但随切削深度的增加幅度较小;稳定切削区域工件平均最高温度随切削速度和切削深度的增加速率低于工件最高切削温度的增加速率。     

铝合金H形截面板筋件淬火过程热力耦合数值模拟

基于有限元法处理复杂非线性问题的强大功能,建立铝合金H形截面板筋件淬火过程的热力耦合分析模型,研究在转移和淬火过程中其温度场和应力场的变化以及淬火结束后残余应力的分布规律。结果表明:铝合金H形板筋件转运过程温降幅度较小,所产生的热应力也很小;在淬火过程中,锻件前15 s温度梯度很大,随后趋于平缓;锻件心部金属应力状态由三向受压应力向三向受拉应力转变,表面金属由三向受拉应力向压应力转变,在淬火后45 s,表部和心部热应力逐渐趋于平稳;淬火终了阶段,锻件表部和心部温度趋于一致,残余应力成外部受拉应力、心部受压应力的格局,在锻件的筋部及筋部与腹板过度连接段受最大残余应力。模拟结果印证实际生产,并为后续残余应力消减提供理论依据。     

低温切削奥氏体304不锈钢残余应力研究

为了改善奥氏体304不锈钢的加工质量,采用预冷工件低温切削方法切削奥氏体304不锈 钢,研究其残余应力变化情况。通过有限元软件ANSYS分析液氮浸泡工件温度场分布,指导实际预冷工件试验。实施在不同预冷温度下的低温车削试验,使用测力仪器测量切削过程中的切削力,并通过有限元软件DEFORM模拟不同低温条件下的车削过程,利用后处理功能观察车削过程温度分布。研究结果表明：低温切削可以增加切削过程的切削力,同时减少切削过程中工件表层的温度差,使得残余拉应力减小或者残余压应力增大,且温度越低这种效果越明显。     

粉末冶金铍铝合金的显微组织和力学性能

通过室温拉伸试验和扫描电镜观察与分析,研究不同铍铝配比对粉末冶金铍铝合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着铍含量的增加,铝含量的降低,铍铝合金的弹性模量、抗拉强度、屈服强度显著升高,延伸率降低。合金的断裂模式受成分配比的影响不大,断裂是由铝相的韧窝断裂和铍相的解理断裂构成的混合型断裂。铍铝合金实质上是由纯铍和纯铝构成的颗粒增强复合材料,可通过不连续颗粒增强复合材料的唯象模型对不同铍铝配比铍铝合金的弹性模量及应力-应变响应进行较为准确的预测。     

工件淬火过程数值模拟研究

论述了工件淬火过程三维温度场、应力场数学模型。利用ＡＢＡＱＵＳ非线性有限元程序和自行开发的淬火过程工件／介质边界换热条件程序，对淬火过程的三维温度场、应力场进行了数值模拟。与实验结果比较，吻合较好，误差在１０％以内。     

回火工艺对大口径40CrNi4MoV火炮钢组织转变的影响

用JMat Pro模拟分析软件和SEM、TEM显微镜,研究了40CrNi4MoV试验钢淬火温度为880℃,不同回火温度下组织的变化。研究表明：试验钢在320℃回火时,原始奥氏体晶界处分布较多层片状渗碳体,马氏体板条内和板条间析出大量的渗碳体;430℃回火时,渗碳体发生球化;540℃回火后,渗碳体回溶。经不同淬火温度及不同回火温度的计算模拟结果与试验结果一致。     

新型油井管钢33Mn2V穿管过程动态再结晶晶粒变化的二维数值模拟

利用有限元软件Marc/AutoForge3.1并采用二维热力耦合的刚塑性有限元法,研究新型油井管用钢33M2V穿管过程中管件内部动态再结晶晶粒尺寸的变化及分布情况。模拟时考虑工件与轧辊之间的接触热传导、工件的热辐射、对流散热以及工件的变形热,并对该热力耦合过程进行计算。模拟结果表明:荒管管壁的动态再结晶晶粒尺寸在穿管过程中是时刻变化的,而且是在一个基准范围内变化的,这个基准的动态再结晶晶粒尺寸应最终成为荒管管壁内的基本动态再结晶晶粒尺寸。     

膜沸腾阶段对竖直淬火件轴向硬度的影响

以传热学理论为基础,对轴类工件竖直淬火时膜沸腾阶段的传热情况进行分析,分析了工件表面蒸汽膜厚度的分布情况和传热系数的相应变化。对试验中所观察到的工件表面由底部向顶部逐渐润湿的现象,以及淬火后工件产生轴向硬度梯度的原因进行了解释。     

热钢圆盘喷水冷却过程的温度场测量与模拟

为了得到喷水淬火工艺参数与工件冷却速度的相互关系,对45钢圆盘试样分别在自然冷却和喷水冷却过程的温度场进行了实测与有限元模拟。在试验中用热电偶和红外测温仪测得试样在两种条件下的冷却曲线,用有限元软件DEFORM进行模拟,通过调整热流密度值,获得热流密度(HF)随表面温度的变化关系;并对所得数据进行拟合,得到热流密度与工件表面温度的函数关系式。该关系式可用来求解热流密度,进而用有限元软件获得试样的温度场的模拟计算值。结果表明,模拟值与实测结果吻合的较好。     

淬火过程数值模拟研究进展

总结了淬火过程数值模拟的研究方法和成果,其内容主要包括温度场、相变过程、应力场等数值模拟,并指出了进一步研究的方向和建议     

膜态沸腾阶段球体入水空泡及流体动力特性

基于高速摄像实验方法，对膜态沸腾阶段球体、球体为室温时的亲水性表面球体和超疏水性表面球体垂直入水过程进行拍摄，得到入水空泡演化图像，通过对图像进行处理得到球体入水深度变化曲线。基于计算流体力学方法，采用流体体积多相流模型、耦合蒸发-冷凝相变模型，对球体入水过程进行数值仿真，仿真结果与实验结果具有较好一致性。膜态沸腾阶段球体入水过程中空泡与流体动力特性的研究结果表明：膜态沸腾阶段球体入水可以产生与超疏水性表面球体类似的光滑空泡；超疏水性表面球体表面与空泡壁面的接触线位于球体中心略偏上位置，膜态沸腾阶段球体底部与水之间存在一层水蒸汽膜，空泡壁面与球体表面不发生接触，球体附近空泡直径相对较大；当入水较浅时亲水性表面球体阻力系数相对较大，当入水较深时超疏水性表面球体和膜态沸腾阶段球体阻力系数相对较大。     

药筒中频控温淬火工艺研究

介绍了药筒中频控温淬火工艺，研究了原材料化学成分、加热功率、喷水压力、环境温度及内喷滴水对淬火质量的影响。     

高塑性W-Cu-Zr非晶合金药型罩材料

为获取高性能药型罩材料,采用铜模水淬制备W-Cu-Zr六元非晶合金。该非晶合金以Cu-Zr-Ni系铜基非晶为母合金,添加钨、钽、硼、锆、镍等元素,并根据各元素原子半径、密度、熔点、沸点,确定出最佳配比组合。结果表明:采用此材料制得?10 mm×50 mm圆柱形试样的抗拉强度为1 820 MPa,伸长率为16.5%,断裂强度达2 030 MPa,综合性能优越,用于药型罩材料有利于提高侵彻威力。