6061铝合金淬火冷却过程中的表面换热系数

通过6061铝合金末端淬火测得的冷却曲线,结合有限差分法和反传热求解法,研究了6061合金固溶处理在不同冷却方式下的冷速及表面换热系数与温度的变化规律。结果表明,6061铝合金在水雾冷和喷水冷却过程中,端面冷速先增大后减小,在400℃左右达到峰值,峰值冷速约为30℃/s。6061铝合金的表面换热系数与温度呈非线性关系,其大小随着温度的降低先逐渐增大,在150～100℃范围内达最大值,然后下降;在风冷过程中,表面换热系数值先急剧增大,当温度下降到500℃后增速明显减慢。     

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。     

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。     

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。     

金属淬火过程换热面对换热系数影响的有限元探求法

在金属淬火过程的数值模拟中,换热系数的正确求解是保证工件温度场以及应力/应变场模拟结果与实际情况相符合的先决条件.据此研究和分析了换热系数反求法的数学模型,采用二维圆柱坐标有限元法对该数学模型求解,并考虑了换热面对换热系数的影响,求出了圆柱侧面和下端面的换热系数.研究发现,换热面的空间方位对换热系数有较大的影响.和圆柱体的侧面相比,底面的换热变化规律相同,但是换热条件不佳,换热系数较小.用求得的换热曲线模拟大尺寸工件的淬火过程,发现考虑换热面对换热系数的影响后,其计算的温度分布明显不同.     

ZL205A铝合金厚板淬火热力耦合数值模拟

通过理论推导确定了影响ZL205A铝合金淬透性及残余应力的因素,采用ANSYS有限元软件进行模拟分析。结果表明:常温下,换热系数小于9000 W.m-2.℃-1时,提高换热系数能够显著提高厚板心部冷却能力;当换热系数超过9000 W.m-2.℃-1增大时,心部冷却效果不再显著提升;残余应力随着厚度增大而增大,但厚度超过100 mm后不再显著变化;淬火结束后表面上残余应力主要集中在厚度方向的表面,进一步研究该表面的残余应力分布可以更好改善材料性能;通过改变换热系数及板材设计厚度是改善铝合金厚板淬透性及控制残余应力的关键。     

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.     

降低7075铝合金厚板淬火残余应力的工艺

7075铝合金可通过淬火时效获得高强度，但它在淬火过程中会产生淬火残余应力，本文对7075铝合金厚板在不同淬火水温下，以及某一水温下淬火后经不同预拉伸量和不同时效工艺制度下淬火残余应力大小及变化规律进行了测试与分析，结果表明：随着淬火水温的升高，残余应力明显降低；水淬后随着预接拉伸量的增加，残余应力逐渐从压应力转变为拉应力，当预拉伸量约2%时，残余应力基本上趋近于零；随着时效温度升高和时效时间延长，残余应力呈下降趋势，因此，合理的淬火水温，预拉伸量以及时效制度是降低7075铝合金厚板淬火残余应力的有效工艺措施，其中尤以适当的淬火水温和预拉伸量最为有效。     

铝合金的淬火系数分析法（1）

近20年来研究出了一种模型,它能描述铝合金淬火过程中的沉淀是怎样影响着随后的时效处理所得到的性能。这种模型是基于一种分析方法,即淬火系数分析法,可用它预测铝合金淬火流程对其强度和腐蚀特性的影响。本文目的是为这种模型提供理论基础,并评述在解决工业生产问题中如何应用淬火系数分析方法。一些研究者证实,淬火系数分析法对于所有淬火条件来说都是一种有效的预测方法。若材料在低于C 曲线鼻尖温度淬火,而在完成淬火之前又加热到高于鼻尖温度时,则例外。淬火系数分析的应用范围包括:设计淬火系统;研究制定淬火制度,以便使材料高的强度与低的残余应力和小的变形得到最佳的组合;预测不确切的淬火条件所带来的强度损失量。将淬火系数分析与均匀成核理论结合起来:能理解淬火与时效条件之间的相互作用,能制定出可将不理想的淬火条件所引起的强度下降和变化范围减到最小程度的时效制度。采用淬火系数分析法,还可以恰当地描述在生产中使AA6000系挤压合金强度发生显著损失的那些冷却条件下,其韧性损失的比率。最后,在确定铝合金淬火剂时,也可用淬火系数分析法作为规范。     

高压气体淬火过程中热传导方程逆问题的求解

在钢高压气体淬火过程的计算模拟中,关键问题之一是温度场和应力场边界条件的确定。本文利用显示有限差分法、非线性估计法和由热电偶测试而得到的温度－时间关系,求解热传导方程的逆问题,得出了气体淬火过程表面换热系数与温度间的非线性关系。这种方法具有收敛速度快、不受试件表面加工质量限制,而且利用了热电偶温度检测技术较为成熟稳定的特点。     

大规格高强铝厚板淬火实验问题研究

大规格铝厚板淬火温度-应力场演变规律的揭示需要实验来研究和验证,特别是对大试件.通过实验来获得和控制这些条件参数就显得尤为重要.但淬火实验会受到试件、实验硬件和淬火介质等的约束.从而影响到淬火过程的仿真建模.为了使仿真分析与实验结果相吻合,本文充分考虑了实验外场条件的影响,从试件保温和转移、换热系数的求取和边界条件的确定三个方面分析了存在的问题.并给出了解决方案,以便通过实验来完善对淬火模型的准确描述.     

2A12铝合金板材回归热处理

采用显微维氏硬度法对T4状态的 2Al2板材回归热处理工艺进行了研究 ,分析了短时间加热对 2A12合金组织和性能的影响。结果表明 ,2A12板材回归热处理工艺参数为 2 5 0℃× (2 0～ 2 5 )s ,在短时加热过程中 ,随保温时间延长 ,合金组织和性能将依次表现出回归、人工时效、过时效等过程的特征     

7075铝厚板内淬火残余应力的形成机理分析与控制策略

残余应力在材料去除后的释放与再分布是引起飞机结构件加工变形的重要因素。而淬火过程中,铝合金厚板内部产生高温度梯度场,由其造成的不均匀塑性变形是形成淬火残余应力的关键所在。为此,通过作为表示工件与介质之间换热能力的对流换热系数,建立了淬火工艺的有限元分析模型,与实验结果的比较分析表明,无论是残余应力幅值还是分布趋势,仿真值均有很高的吻合度。在此基础上,利用有限元方法进行了淬火残余应力的形成机理,认为芯层在终滑点塑性变形结束时最终的残余应力已经形成,之后继续降温过程残余应力基本保持不变。最后以芯层终滑点为依据提出了热换系数的残余应力控性控形方法。从分析结果可知,控形区对最终残余应力的影响很大,控性区段基本不影响最终残余应力。因此,可以通过合理降低控形区邻域和增加控性区邻域内对流热换系数的方法,实现冷却速度的增加和残余应力的减少。     

铝合金T6固溶时效热处理生产线

本文介绍了用于汽车发动机缸盖及缸体的铝合金T6固溶时效热处理生产线,该生产线能够满足铝合金大批量不间断的生产,生产线采用双层托辊驱动,淬火方式使用空气作为淬火介质,生产线已成功用于汽车发动机缸盖的T6固溶时效热处理,本生产线已为公司取得多项专利技术。     

Inverse Resolution of the Heat- Transfer Equation: Application to Steel and Aluminum Alloy Quenching

Two applications of the numerical method for the inverse heat conduction problem are presented. This numerical method calculates the surface temperature and heat flux using an internal experimental temperature evolution. In the case of aluminum alloys, the question of stability and sensitivity to error measurements is investigated and applied to actual quench cooling. For steel application (high heating and cooling rates), a new calculation procedure is developed to solve the problem of solution stability due to the nonmonotonous initial temperature profile generated by the superficial heating. This new calculation procedure allows the martensite tempered zones to be explained and localized.     

热处理过程中体育器材用3104铝合金的再结晶行为分析

通过热模拟压缩机对3104铝合金进行等温等速率热压缩试验,研究其在热处理过程中的再结晶行为。结果表明,3104铝合金在400℃以上变形时会发生动态和静态再结晶,软化率随道次间隔时间的延长和温度的升高而增大。     

2024型铝合金的热处理

介绍了2024型合金的发展、相组成及热处理工艺制度,指出通常2024型硬质合金是四元（Al-Cu-Mg-Mn）合金,但合金中含有相当多的杂质铁和硅,因而大大地改变了合金的相组成。其热处理工艺制度及形变制度对合金的各项力学性能产生较大影响。     

铝合金水冷板的铸造工艺研究

针对铝合金水冷板在铸造过程中出现的薄壁铜管变形、熔化等问题，展开分析研究，采取铜管两端定位、清洁铜管外壁、控制浇注温度、利用铸件内铜管通水冷却等有效措施，既保证了铜管与基体材料的无间隙复合，又保证了铜管的完整性，制造出完全满足技术要求的高质量铸件。     

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。