偏心度对C型环淬火和深冷处理组织和应力演变影响的数值研究

建立了不同偏心度C型环试样淬火和深冷处理过程的数值模型,探讨了偏心度对C型环试样淬火和深冷处理过程中组织和应力演变的影响。研究表明,在淬火过程中,偏心度越大,试样中残留奥氏体组织分布的不均匀性越明显。深冷处理后,试样中奥氏体分布的不均匀性得到显著改善,偏心度越小,改善效果越明显。深冷处理使试样中残留奥氏体含量减少了约14%。随着偏心度的减小,试样应力演变曲线上的应力峰值发生变化,影响应力峰值的主导因素由热应力转变为相变应力。相比淬火过程,深冷处理过程中的应力演变要平缓得多。无论是淬火还是深冷处理,试样的偏心度越小,其残余应力的分布越均匀。     

浸没方式对C形环试样深冷处理组织演变及残余应力的影响

建立C形环试样淬火和深冷处理的多物理场耦合数值模型,研究了不同的浸入角度(0°、45°、90°、135°和180°)对C形环深冷处理组织和残余应力的影响。结果表明:淬火和深冷处理后,试样残留奥氏体的含量分别为15.7%和2.1%左右,在90°角度下,试样的整体残留奥氏体含量达到最高。淬火后的残余应力达到240 MPa,经深冷处理后,C形环试样表面上各点的残余应力总体上均有所降低,尤其是在缺口位置,下降最为明显,通过XRD应力分析测得试验结果与模拟结果较为接近。而在180°角度下深冷处理,试样的整体应力改善最为明显,随着角度的变化,试样整体的应力分布也呈现出较大的差异性,却未出现明显的规律。     

C型试样淬火及深冷处理过程中变形行为的数值模拟

基于金属-热-机械耦合模型,采用有限元方法模拟了C型环的淬火和深冷处理过程。并从热应变和组织应变角度出发,揭示了C型环淬火和深冷处理过程中的变形机制。结果表明:淬火过程中较大的心表温差导致局部相互约束产生热应变约-0. 002 6 mm/mm,由相变产生的相变应变为0. 003 8 mm/mm,引起C型环试样发生不均匀拉伸变形,开口和最大直径的尺寸变化分别为0. 071和-0. 091 mm;深冷处理后,试样的热应变-0. 005 2 mm/mm略大于相变应变0. 005 1 mm/mm,开口和最大直径的尺寸变化分别为0. 041和-0. 132 mm。与淬火过程相比,深冷处理通过降低热应变和增大组织应变来稳定C型环的尺寸变化。     

冷作模具钢深冷处理组织和应力演变的RVE模型分析

对Cr8 Mo2 SiV冷作模具钢的微观组织进行定量表征,重构其淬火后的代表体积元(RVE)模型,并对其深冷处理过程进行微观尺度的数值分析,讨论深冷处理过程中微观组织和应力的演变规律.结果表明:深冷处理过程中应力的产生和演变由相变应力主导,显微组织界面上的等效应力要明显大于奥氏体或马氏体内的等效应力,最大等效应力发生在...     

试样尺寸对淬火铝合金厚板残余应力的影响

通过测量从淬火铝合金厚板上取出的一定大小的试样以测量原始铝合金厚板的残余应力值作为一种广泛使用的方法,在层削法、裂纹柔度法、X射线衍射法和中子衍射法中均有应用.以层削法为例,针对由于采用不同尺寸的试样而对7075铝合金厚板残余应力测量结果产生的影响进行了仿真分析和实验研究.结果表明,取样的尺寸对铝合金厚板残余应力的测量结果有重要影响.当试样在长宽方向上的尺寸小于2倍的"特征距离"(等于试样的厚度)时,试样将丧失保持原铝合金厚板真实残余应力的能力.测量结果将严重偏离真实值.基于此,在任何针对淬火铝合金厚板的残余应力测量方法中.当需要使用一定大小的试样对原铝合金厚板残余应力进行测量时,都必须保证试样在长宽方向上的尺寸大于2倍的"特征距离".     

铝合金环件淬火热处理数值模拟研究

介绍了热应力场作用下铝合金环件残余应力的产生机理,通过有限元专业仿真软件Abaqus建立2219型铝合金环件有限元数值模型,分析得到了2219型铝合金环件在淬火过程中的温度场和残余应力分布规律。有限元模拟结果表明：环件外表面边缘交线处温降速率最大,芯部温降速率最小,环件表面温降速率介于边缘交线和芯部之间;环件内外表面和心部应力在淬火过程中出现陡峭增大后减小,减小至拐点后又增大并趋于平稳。同时环件芯部与内外表面应力大小基本一致,均大于环件上下表面应力。     

基于ABAQUS的法兰盘淬火应力数值模拟及优化

利用有限元分析软件ABAQUS,对比分析了实际工况下不同淬火温度和淬硬层厚度的汽车半轴法兰盘的应力分布规律。结果表明,法兰盘内圆角表面残余应力随淬硬层的厚度增大而减小,而最大主应力增大,说明大的淬硬层厚度并不好;高的淬火温度有助于减小内圆角处的最大主应力。这能为法兰盘的淬火工艺及结构优化设计奠定基础。     

畸变试样渗碳淬火变形及金相组织研究

通过对不同冶炼炉次,采用不同预备热处理方法,设计不同厚度的12Cr2Ni4钢锻件的C形畸变试样,进行渗碳淬火工艺过程的变形量试验,并进行渗碳层组织的检验分析。尽管有冶炼炉次、预备热处理方法的影响,但试样厚度由15 mm增加到18 mm,变形量都对应增大12%～13%;预备热处理方法和成分偏析的共同作用,可以使畸变量相差40%以上;而渗碳层的组织差别不大。结论:增加畸变试样的厚度,则畸变量增大;畸变量同渗碳层组织的关联度不大。本试验的结论对于提高渗碳淬火畸变试验的准确性具有重大意义。     

铣刀深冷处理过程中残留奥氏体演变的数值模拟

基于金属-热-力耦合理论框架,利用DEFORM有限元分析软件建立了SDC99铣刀深冷处理多物理场耦合数值分析模型,探讨了深冷处理过程中铣刀内残留奥氏体的演变及分布规律,并借助X-ray衍射仪验证模拟结果。研究表明:淬火初始,铣刀中奥氏体的体积分数急剧下降,随着淬火时间的增加,奥氏体向马氏体的转变趋于平缓。淬火后,铣刀中残留奥氏体主要分布于刀刃根部附近和铣刀中空内圆柱面上,尤其是刀刃根部其残留奥氏体含量高达20%。进入深冷处理后,铣刀中的残留奥氏体继续向马氏体转变,与淬火初始相比,其奥氏体转变速率要小得多。深冷处理后,铣刀中残留奥氏体含量明显降低,其含量在3%以下,但仍主要聚集在刀刃根部。模拟结果与XRD定量分析结果比较吻合,验证了数值模拟的准确性和可靠性。     

SDC99冷作模具钢深冷处理试验及数值分析

通过试验实测冷作模具钢SDC99的低温参数,结合沸腾换热经验模型求解沸腾换热系数,建立有限元数值分析模型,对SDC99冷作模具钢试件深冷处理过程进行数值模拟.研究表明,试件心部和表面的冷却状况差异较大,尤其是温度和冷却速度.然而,这种温度和冷却速度的剧烈变化主要集中于从试件表面至内部的1/3厚度内,而在试件心部温度和冷却速度变化比较平缓.模拟结果与试验实测数据比较吻合,最大相对偏差为10.58％,这说明采用数值分析方法能较好的再现试件在深冷处理过程中的动态温度场变化规律,为后续组织性能评估以及深冷处理工艺的制定提供依据.     

Numerical simulation of deep cryogenic treatment electrode tip temperature for spot welding aluminum alloy

Deep cryogenic treatment technology of electrodes is put forward to improve electrode life of resistance spot welding of aluminum alloy LF2.Deep cryogenic treatment makes electrode life for spot welding aluminum alloy improve.The specific resistivity of the deep cryogenic treatment electrodes is tested and experimental results show that specific resistivity is decreased sharply.The temperature field and the influence of deep cryogenic treatment on the electrode tip temperature during spot welding aluminium alloy is studied by numerical simulation method with the software ANSYS.The axisymmetric finite element model of mechanical,thermal and electrical coupled analysis of spot welding process is developed.The numerical simulation results show that the influence of deep cryogenic treatment on electrode tip temperature is very large.     

中高碳钢试样堆焊冷却过程应力场数值模拟

采用红外热像仪和X射线应力仪分别测定了中高碳钢堆焊过程的温度场和残余应力场，根据实验数据和材料的物理、力学参数，采用二维有限元计算方法，建立了堆焊应力场模型，根据这一模型，对堆焊冷却过程应力进行了数值模拟分析。模拟结果表明：在堆焊冷却过程中，当发生马氏体相变时，试样表面出现压应力，随着冷却时间的延长，试样表面开始出现较大的拉应力，并保持到室温。     

Numerical simulation of steel quenching

The algorithm and computer program are completed to simulate the quenching of complex cylinders, cones, spheres, etc. Numerical simulation of steel quenching is a complex problem, dealing with estimation of microstructure and hardness distribution, and also dealing with evaluation of residual stresses and distortions after quenching. The nonlinear finite volume method has been used in numerical simulation. By the established computer program, mechanical properties and residual stresses and strains distributions in the quenched specimen can be given at every moment of quenching.     

AP1000核电主管道淬火过程温度和应力场数值模拟

根据有限元模拟软件ANSYS原理,对AP1000核电主管道锻件进行淬火过程数值模拟,以获得主管道淬火不同时刻温度场分布及应力场的情况。结果表明,当淬火结束时（t=600 s）,锻件表面已冷却至室温,而管接口心部仍然保持较高温度;淬火开始阶段,锻件中最大的热应力点,会相应急速上升至最大值;随着淬火结束,锻件中热应力会逐渐变小;淬火阶段,主管道大部分区域的畸变都很小,最大的畸变区域主要集中在管接口与主管道接口之间。     

深冷处理温度场和组织场的有限元模拟与实验验证(英文)

结合低温材料参数以及液氮浴沸腾换热系数,基于金属-热-力耦合理论建立深冷处理数值分析模型,再现新型冷作模具钢Cr8Mo2SiV(SDC99)的深冷处理过程。同时,通过设计深冷处理温度快速测量装置验证模拟结果的准确性。结果表明,深冷处理过程中试样心表温差和冷却速度的差异较大。这种温度和冷却速度的剧烈变化主要集中于从试件表面至心部的1/3厚度内。经过深冷处理后,试样内残余奥氏体将继续向马氏体转变,其最终体积分数减小为2.3%。模拟结果与实验结果非常吻合,这表明采用的数值分析方法能准确地捕捉试件在深冷处理过程中温度场和组织场的变化规律,能为深冷处理工艺的合理制定提供理论依据和借鉴。     

基于H13钢水淬在线监测的热处理数值模拟优化

为准确预测厚度较厚的H13钢热处理过程中的温度场和淬火残余应力,对规格为φ300 mm×350mm的H13钢工件进行淬火实时温度监测,分别设置了位于芯部、亚表面(离外表面10 mm)、1/3R(离圆心50 mm)和2/3R(离圆心100 mm)处的监测点。考虑钢/水对流换热系数受沸腾条件和热辐射的影响,对对流换热系数h进行了优化。结果表明各个温度监测点的试验结果与计算结果相符,证明经过优化后的对流换热系数可应用于大截面尺寸工件温度场的预测。模拟工件淬火后的应力场并结合显微组织观察发现,淬火在750 s前后出现芯部、表面最大的拉压峰值应力差,证明大尺寸工件淬火存在淬火危险期。     

深冷处理对35MnB合金钢残余应力的调控机理

以35MnB合金钢为研究对象,运用正交试验法,设计了以深冷温度、深冷时间和交变次数为自变量,残余应力为因变量的正交试验.通过X射线衍射仪测得试样表面的残余应力分布情况,运用极差法分析深冷工艺参数对试样残余应力的影响因素;通过扫描电镜观测试样在不同深冷处理工艺参数下的微观组织形貌,结合X射线衍射图谱定量分析了深冷处理后残...     

304不锈钢热处理过程温度场和应力场数值模拟

以304不锈钢为研究对象,分别测量了304不锈钢试样经淬火和空冷后的残余应力场。建立有限元模型,模拟了上述试样的温度场和应力场,并将模拟的残余应力场和测量结果进行了比较,二者吻合较好,证明所建立的模型是有效的。在此基础上,分析了淬火和空冷过程中温度场和应力场的变化规律。     

16Cr3NiWMoVNbE钢C型环真空低压渗碳及淬火有限元模拟

通过马氏体转变动力学和碳浓度的扩散系数有限元模型,对16Cr3NiWMoVNbE齿轮钢C型环进行真空低压渗碳淬火的温度场、浓度场、组织场、以及应力场的研究。结果表明,渗碳淬火后,得到碳浓度分布,可以很好地解释表层部分的最终马氏体分布情况,为预测齿轮钢渗碳淬火后碳浓度分布和马氏体分布提供了可靠依据。     

紫铜的深冷处理研究

采用显微硬度、拉伸试验、XRD、光学显微镜等手段,对紫铜深冷处理前后的力学性能和组织进行了对比分析.结果表明,深冷处理24h后,紫铜的显微硬度和强度都得到了提高;深冷处理会引起衍射峰的强弱变化,出现择优趋向;同时衍射峰发生了宽化,可能是晶粒细化引起的.