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。

45钢环断裂原因

某45钢环在进行淬火时发生断裂现象,采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜和能谱分析、金相检验、硬度测试等方法对钢环断裂原因进行分析。结果表明:钢环的断裂性质为淬火断裂,较高的加热温度和水冷形成的淬火应力是其断裂的主要原因,零件基体存在大量沿环向分布的MnS夹杂物,严重割裂了基体的连续性,对心部断裂起到促进作用。

65Mn钢弹性挡圈制件热处理工艺改进

65Mn弹簧钢制造的弹性挡圈类制件,外形呈类圆环状,制件厚度薄,易出现淬火变形问题。分析了65Mn钢弹性挡圈的淬火工艺及其淬火变形产生的主要原因,通过设计专用的淬火工装并改进淬火工艺,不仅减小了制件的热处理变形,而且提高了制件淬火后的硬度及均匀性,使制件综合性能得到提升,降低了生产成本,提高了制件加工质量。

模压淬火工艺对渗碳轴承套圈畸变的影响

SAE5120钢制轴承套圈渗碳淬火后畸变较大,通过感应加热并模压淬火的方式可有效控制轴承套圈畸变。模具施加不同的压力、不同的加热工艺对套圈的畸变和理化性能有明显影响。阐述了不同模压淬火工艺方法,并通过统计分析,得出了模具压力与淬火冷却介质浓度对硬度、畸变和磨削余量的影响。

钢管环形淬火设备分析

淬火是钢管热处理工艺中的重要环节,国内淬火设备经过数十年的发展,取得了很大的发展,不同规格、不同壁厚的钢管淬火工艺形式不同。但对于薄壁钢管的淬火,环形淬火装置更加适合。本文对钢管环形淬火环的形式进行了分类,并分析了不同形式淬火环的优缺点及适用条件,通过对比分析,可为钢管热处理提供选型参考。

Development of Experimental Superconducting Magnet for the Collector Ring of FAIR Project

A pool cooled experimental magnet based on the copper stabilized NbTi supercon- ducting wire was designed, fabricated and tested, in order to evaluate the engineering design of the dipole superconducting magnet for the collector ring （CR） of the facility for antiproton and ion research （FAIR） project. In this paper, the experimental setup including quench protection system was presented. Performance of the liquid helium pool cooled test was introduced. All of the results indicate both the performance of conductor and the experimental superconducting magnet under low temperature is stable, which suggests the engineering design are feasible for the formal magnet in CR of the FAIR project.

高铁轴承GCr18Mo套圈贝氏体等温淬火热处理工艺仿真优化研究

高铁轴箱轴承作为传动系统的关键部件,服役工况及服役环境复杂。高铁轴承套圈的热处理工艺普遍采用贝氏体等温淬火工艺。贝氏体等温淬火工艺相比于传统的马氏体淬火工艺能够使轴承套圈具有更好的韧性和抗裂纹扩展能力,但耗时更长,生产效率相对较低。为优化国产高铁使用的GCr18Mo轴承套圈的贝氏体等温淬火工艺,开展试验测试轴承钢的热物理参数以及过冷奥氏体等温转变曲线,基于试验测得的轴承钢材料参数,采用DEFORM-HT软件建立了轴承套圈的热处理工艺全流程仿真模型。针对贝氏体等温淬火工艺中的加热温度、等温温度、等温时间和回火温度,采用正交试验法设计16种贝氏体等温淬火工艺仿真方案并进行仿真分析。基于仿真结果,以轴承套圈的贝氏体体积分数和硬度构建优化目标函数,结合蒙特卡洛法和复合形法对工艺参数进行线性回归分析及优化,在优化得出的工艺参数范围内开展3组验证性热处理试验。结果表明:基于试验测得的轴承钢材料参数建立的热处理仿真模型具有较高的准确性。经验证试验后,3组轴承套圈的贝氏体体积分数和硬度均满足行业标准要求,残余奥氏体含量未超过规定数值。优化后的热处理工艺耗时更短,相比最初的贝氏体等温淬火工艺,等温淬火时间缩短37%以上。研究成果可为国内GCr18Mo轴承套圈的贝氏体等温热处理提供有效的工艺参考。

航天炉激冷环运行问题的原因分析及解决措施

激冷环是气化炉的核心部件之一,对气化炉的长周期稳定运行具有至关重要的作用。就某公司300 kt/a乙二醇项目气化装置之航天炉粉煤加压气化炉运行过程中激冷环局部堵塞情况越来越严重以及多次发生不同程度烧坏的问题进行原因分析,并针对问题症结采取了相应的优化控制及改造措施,有效缓解了激冷环的堵渣、烧蚀等问题,延长了激冷环的使用寿命,保障了航天炉的长周期、高效运行。

内齿圈渗碳淬火变形控制

针对内齿圈中空薄壁结构,在渗碳淬火的高温状态和快速冷却的条件下极易发生变形的问题,分析了内齿圈渗碳淬火的变形原因。根据齿圈的结构特点,设计制造了淬火变形控制的专用工装,利用淬火工装在快速冷却过程中的强制校正功能,使齿圈在组织转变时能够实现圆度和端面翘曲的校正,对内齿圈淬火变形达到良好的控制效果,椭圆度和锥度小于直径的0.1%,最终达到满足磨齿要求。

大型淬硬薄壁齿圈制造技术研究

某大型齿圈,具有外径尺寸大、壁薄、模数小、螺旋角大、压力角为非标、尺寸精度要求高的特点,其渗碳淬火后的变形和胀大量与常规渗碳淬火齿轮存在很大差异。通过增加渗碳淬火前毛坯预备热处理,设计专用齿轮滚刀及专用淬火工装,利用齿轮滚刀控制齿面余量和齿部挖根量,专用热处理工装控制齿圈渗碳淬火的变形。经过实际制造,齿圈各部变形可控,齿面磨削余量均匀,零件满足设计及使用要求。

Texaco气化炉激冷室热质传递过程模拟

对Ｔｅｘａｃｏ气化炉激冷室中热质传递过程进行了分析模拟，模拟结果与工业数据吻合良好。通过模拟揭示了现行激冷环损坏的主要原因，探讨了激冷环长周期运行的基本途径，提出了激冷环改进方案。

内燃机活塞环调质稀土离子渗氮处理的摩擦磨损性能

通过改善活塞环的磨损、腐蚀抗力来提高其使用寿命.利用相应的仪器和设备,对经调质处理后的活塞环进行了表面稀土离子渗氮处理和金相观察,并将调质后稀土离子渗氮处理的活塞环与表面未经任何处理的活塞环制出3组试样,对不同的载荷及不同时间内的磨损情况进行了对比试验研究.结果表明,采用调质后稀土离子渗氮活塞环的抗磨损性能和腐蚀抗力优于原始环.通过装机试验,经调质后稀土离子渗氮的活塞环耐磨性能明显高于其他措施处理的活塞环.

Texaco煤气化炉激冷环失效原因分析及对策

介绍了Texaco煤气化炉激冷室的工作机理。结合齐鲁Texaco煤气化炉激冷环的结构特点和使用状况,阐述了激冷环的主要失效模式及危害,从高温烧蚀、结垢堵塞、冲刷腐蚀等方面进行了失效机理分析;提出了提高材料的性能参数、控制激冷环加工质量、应用激冷环的隐蔽技术、稳定工艺操作、改善激冷水质、加强定期维护等对策措施,以延长激冷环的使用寿命,实现煤气化装置的长周期运行。

42CrMo钢轴承环件铸辗成形及淬回火组织性能研究

42CrMo轴承环件是高铁动车和风力发电等装备制造领域关键承载、传动构件。基于环件铸辗复合成形技术开展42CrMo钢轴承环件离心铸造、热辗扩成形及淬回火试验研究,分析高温变速进给时辗扩成形环件的微观组织及力学性能,并对后续淬回火过程组织性能演变规律进行探讨。结果表明,成形环件沿径向厚度区域晶粒得到细化,环件近中层和最小宽展处伴有不规则和等轴状的粗大晶粒;强度、硬度值较高,塑、韧性偏差,拉伸和冲击断口形貌表现为韧窝均聚集在剪切唇上,以解理断裂形式为主。530℃回火时沿环件壁厚方向未观察到碳化物,塑韧性仍较低;590℃回火后析出少量细小、弥散分布的碳化物颗粒,各项力学性能指标均满足标准要求,拉伸断口的韧窝数量多、直径大,冲击断口也比530℃时的平整,韧窝分布更加均匀,使得铸辗复合成形轴承环件的强度和塑韧性得到良好的配合。

提高柴油机活塞环耐磨性能的试验研究

为提高内燃机活塞环的耐磨性能，分析了活塞环的基体组织、径向弹力及活塞环与气缸套的匹配状况对其耐磨性的影响。试验表明活塞环的基体组织以细粒状珠光体或回火索氏体、石墨呈细小均匀分布为佳；活塞环的径向弹力大小应适宜，一般为235～285N。改进了活塞环传统的生产工艺，将活塞环进行调质（850℃淬火＋560℃×3h回火）后再进行稀土离子表面渗氮处理。磨损试验和台架试验表明，该新工艺可显著提高活塞环的耐磨性能，大幅度延长其使用寿命。

冷辗压轴承环残余应力与淬回火变形的相关性探析

轴承环采用冷辗压工艺进行生产会出现较严重的淬回火变形。从冷辗压工艺角度对其淬回火变形的原因进行分析,初步确定影响淬回火变形的主要因素为冷辗压轴承环时产生的残余应力。通过对冷辗压轴承环进行残余应力去除与不去除两组试验,将它们对轴承环淬回火变形量的影响结果进行记录,利用minitab软件对上述结果进行相关性散布图分析,得出结论冷辗压轴承环的残余应力与淬回火变形量呈强正相关性。最终确定残余应力为冷辗压轴承环淬回火变形的主要影响因素。

减少GCr15轴承钢领热处理变形的工艺研究

比较了GCr15轴承钢领等温淬火与油冷淬火后的圆度和硬度,探讨了等温淬火工艺参数对钢领组织和性能的影响。结果表明:对于轴承钢领,应采用等温淬火工艺代替油冷淬火工艺,保证钢领在要求的硬度下减小变形,并且也提高了钢领的耐磨性,同时发现淬火前应力也是增大钢领热处理变形的重要因素。

大型齿轮圈在淬火槽内淬火时介质流速场的模拟研究

依据实际生产用淬火油槽建立了三维湍流数学模型,应用大型商用计算流体力学软件Flu-ent6.2对齿圈在淬火槽中淬火时介质流速场进行了模拟。模拟结果显示,齿圈叠放在吊具上进行淬火时,下层齿圈易畸变;为防止畸变,要把易畸变或精度要求高的齿圈放在中上层并在工件串底部添加相应的保护装置。

缸套激光淬火的网格化效应

研究了缸套材料激光淬火的网格化效应，分析了不同淬火道方向对材料副耐磨性的影响，提出了一种适用的表面硬化模型。

齿圈渗碳淬火过程的碳浓度场和组织场数值分析

根据齿圈的热处理工艺,基于渗碳过程的有限元数学模型,对齿圈的变碳势渗碳过程进行了数值模拟。模拟结果表明,在强渗期表面碳浓度升高较快,在扩散期则缓慢降到炉气碳势值,最终具有理想的S形曲线分布。在渗碳过程模拟结果的基础上,对淬火过程的组织分布也进行了数值模拟。结果表明,马氏体转变量与碳含量成反比。工件实际检验结果也验证了这一结论。