真空气体淬火热处理对粉末冶金高速钢S390硬度的影响

对粉末冶金高速钢S390进行真空气体淬火热处理,初步探讨了在一定冷却压力和冷却速率条件下真空气体淬火热处理方式的可行性以及其对S390钢硬度的影响。结果表明:粉末冶金高速钢S390的有效厚度为20 mm,在冷却压力为0.8 MPa,冷却速率为3℃/s条件下,可以对S390钢进行真空淬火,该钢不会发生开裂现象;在相同条件下,四次回火后S390钢的硬度比盐浴热处理后该钢的硬度小1.2 HRC,其红硬性较盐浴热处理后小3.1~3.7 HRC。

气体淬火系统的影响因素

本文介绍了在气淬系统中影响冷却速率的参数,讨论了混合气体作为淬火介质的情况,同时,概述了采用循环气体淬火系统有关的各个因素。

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。

响应曲面法优化气体淬火过程中的工艺参数

以轴对称问题气体淬火过程为研究对象,提出了阶段换热系数模型,进行了五因子三水平Box—Behnken实验设计.根据实验设计结果,将设计的变量水平代入本文开发的淬火过程有限元分析软件进行计算,用逐步回归法和响应曲面方法对实验结果进行拟合,建立了拟合变形程度、表面单元平均等效残余应力、等效残余应力标准差、平均表面硬度和表面硬度标准差的响应曲面公式.以变形程度为目标,建立了相应的优化目标函数,用Lagrange乘子法对优化目标函数进行了带上下限及约束函数的非线性优化.优化后,五项目标中的四项得到了有利的结果,使用优化后工艺参数进行气体淬火,可以提高零件的淬火质量.

雾化气体淬火过程耦合流场数值模拟及实验研究

运用计算流体动力学(CFD)的方法在FLUENT平台上建立雾化气体淬火的三维非稳态模型,对介质不同速度工况下淬火过程中试件温度场、流体速度场、流体温度场和流体压力场进行了流固热耦合数值模拟,并将模拟结果与边界条件实验结果进行了对比分析。结果表明,同等工况下,介质进口速度越大,流体的速度也越大;同截面上200m/s速度工况下试件上下表面两区域的压力差值比100m/s速度工况下大;试件放在淬火区淬火80s后,200m/s速度工况下试件的最高温度为299.5℃,100m/s速度工况下试件的最高温度为336℃,由此得出淬火介质进口速度越大,淬火试件的温度下降越快,试件冷却速度越快,冷却效果越好。

高压气体淬火工艺有限元模拟及其工艺参数评估

用有限元技术对气体淬火工艺进行了模拟。以零件表面平均硬度、表面硬度标准差、平均表面等效残余应力、表面残余应力的标准差、零件的变形程度为目标建立了评估函数,以换热系数、预热温度、淬火气体的温度为目标变量,研究了工艺参数对淬火结果的影响。结果表明,换热系数是影响淬火结果的主要因素,淬火介质的温度及零件的预热温度对于零件淬火后的性能影响很小;在工艺参数优化时,换热系数是一个理想的目标变量。

雾化气体淬火过程换热系数的计算及实验研究

研究了用反传热方法计算雾化气体淬火过程试件表面综合换热系数的基本原理和算法,利用Matlab编写了试件表面综合换热系数的反求程序。然后,通过反求程序对不同工艺参数下淬火过程试件表面的综合换热系数进行了计算。运用Matlab模拟了不同工况下淬火试件的温度场,实测了试件淬火过程的温度变化,并对试件的温度计算值和实测值进行了对比。结果表明,所述的方法对雾化气体淬火试件表面综合换热系数的数值计算是准确有效的。

直齿圆柱齿轮雾化气体淬火过程的传热模拟及实验研究

基于传热学理论,利用MATLAB软件对齿轮雾化气体淬火过程表面综合换热系数进行了计算。利用ANSYS有限元软件建立了直齿圆柱齿轮模型并加载了边界条件,对齿轮雾化气体淬火过程的瞬态温度场进行模拟,得到了不同时刻的温度分布和节点温度变化曲线。对模拟结果和实验结果做了对比,温度场的模拟和实验结果吻合良好,表明所采用的数值计算方法是正确可行的。

雾化气体淬火过程温度场及应力场的数值模拟

从45钢在高压氮气中淬火的实验出发,利用ANSYS有限元软件对工件雾化气体淬火过程进行数值模拟,建立二维瞬态模型,模拟了工件的温度场和应力场的分布。模拟结果和实验进行对比,温度场的数值模拟计算和实验结果较吻合。

气体淬火工艺参数多目标优化方法

以平面应变问题气体淬火过程为研究对象,提出区域表面传热系数模型,根据此模型选择5个设计量进行5因子5水平中心复合试验设计。将设计的变量代入自行开发的淬火过程有限元分析软件进行计算,得到拟合变形程度、表面平均等效残余应力、平均表面硬度和表面硬度标准差的响应曲面公式。以变形程度、表面硬度和表面等效残余应力等为目标,建立多目标优化函数,并对多目标优化函数进行非线性优化。将优化结果代入淬火过程有限元模拟软件进行计算,并比较优化前后的数值。结果表明:用优化后的工艺参数进行淬火,可以提高零件的淬火质量,优化后各项指标均得到提高。

45钢雾化气体淬火后的金相分析

通过金相显微镜及金相照片对45钢雾化气体淬火后试件表面和心部的金相组织进行了分析,研究45钢在不同雾化气体压力下的结构组织及变化规律。结果表明,雾化气体淬火过程中水流量对试件最后金相组织的影响要大于气体压力的影响,冷却速度越快越容易得到马氏体组织。

高压气体淬火过程中的温度场与相变耦合问题的计算

高压气体淬火技术是一种现代的、有效的材料加工技术.在Cheng所得到的高压气体淬火过程中非线性表面换热系数的基础上,用有限单元法对钢淬火过程的温度场与相变耦合问题进行了模拟计算.在数值计算中,材料的热物性系数被处理为温度和相变体积百分比的函数.为避免数值解的震荡,采用了Norsette有理近似法.

雾化气体淬火压力边界条件计算及实验研究

雾化气体淬火时试件外表面所受的压力是计算其应力场的重要边界条件,也是影响试件淬火后变形和开裂的因素之一。本文应用计算流体动力学CFD的方法建立雾化气体淬火的三维非稳态模型。基于边界条件实验结果,对工件在不同进口速度工况下淬火过程中的压力场和试件的压力边界进行了数值模拟,并将试件上表面的压力模拟结果与边界条件实验结果进行了对比分析。结果表明,试件外表面的压力数值模拟计算与实验结果较吻合。

工件气体淬火过程数值模拟

用计算流体力学(CFD)的方法对工件气体淬火过程进行了数值模拟,在FLUENT平台上建立了真空高压气淬炉的三维非稳态模型,模拟了炉膛内流场和工件温度场的分布,模拟了圆柱形单工件淬火过程气体类型、气体压力和速度对冷却速度的影响,并模拟了多工件淬火冷却过程,预测了炉内不同位置处工件的冷却曲线。将模拟结果与实验结果相比较,两者基本吻合,为气体淬火工艺的优化提供了理论依据。

雾化气体淬火过程流场及温度场的数值分析

为了了解淬火过程中淬火设备内流场的分布情况和淬火工件的温度变化情况,用计算机流体力学(CFD)的方法对工件雾化气体淬火过程进行数值分析。在fluent平台上建立雾化气体的二维非稳态模型,模拟了雾化气体淬火设备内流场和工件温度场的分布,以及淬火过程流体类型和流体速度对试件冷却速度的影响,并研究了工件在淬火区内的放置位置对工件冷却曲线的影响。模拟结果与实验结果进行对比分析表明:相同的条件下,工件在淬火区的放置位置不同,淬火效果也不相同。模拟结果为雾化气体淬火工艺的优化提供了有益基础。

雾化气体淬火时表面综合换热系数的计算

依据有限差分原理建立淬火过程中耦合了相变潜热的非线性热传导控制方程的有限差分格式,借助非线性迭代估算理论得到雾化气体淬火时表面综合换热系数的增量,在此基础上利用Matlab软件编写了基于反导热求解法的有限差分程序,计算工件雾化气体淬火时考虑了材料热物性参数随温度变化和相变潜热释放的表面综合换热系数。以计算所得的换热系数作为已知参数建立换热边界条件,进行雾化气体淬火时工件温度场的数值模拟,将模拟结果和实测温度进行比较,验证了计算结果的准确性。研究结果表明所述的方法能有效地计算雾化气体淬火过程的表面综合换热系数。

真空炉高压气体淬火的计算机模拟及其应用

本文介绍应用计算流体动力学方法,建立真空炉高压气体淬火的计算机模型,分析真空炉主要工艺参数对淬火工艺的影响,以及真空炉设计优化的一些措施。

真空热处理新技术——高压气体淬火

真空高压气体淬火是当前国内外颇受关注的热处理新技术。本文介绍了真空高压气淬的发展概况、理论基础、典型设备、淬火质量、具体应用以及未来前景等。

高速钢的真空高压气体淬火

木文描述了高速钢进行真空高压气体淬火热处理的设备结构、技术性能以及真空 度、升温速度、淬火温度、冷却速度等工艺参数，列举了大尺寸高速钢棒料、高速钢钻 头、滚丝轮高压气体淬火处理的工艺实例，给出了处理后的硬度数据和金相组织照片， 总结了真空高压气体淬火工艺的优越性。