合金钢热处理水冷过程分析

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1、合金钢热处理水冷过程分析摘要：合金钢是机械生产中常用的材料之一，改善合金钢热处理工艺具有重大意义。本次设计以40Cr钢为研究对象，对40Cr钢进行试验研究，测定热处理前后材料硬度、塑韧性，分析热处理前后材料组织和力学性能的改变，并进行材料的金相组织分析。另外利用ANSYS有限元分析软件进行模拟，通过建立有限元模型，模拟40Cr钢热处理水冷过程温度场随时间的变化，同样分析热处理前后组织和力学性能的变化，与40Cr钢油淬后的组织和力学性能进行比较。结果表明：采用油冷时，40Cr钢具有较高的硬度，也具有更

2、好的塑韧性。关键词：组织和力学性能，热处理，金相组织,ANSYS模拟Water-cooledalloysteelheattreatmentprocessanalysisAbstract:AlloySteelisoneofthemachineryusedintheproductionofmaterials,heattreatmentprocesstoimprovethealloyhasgreatsignificance.Thedesignforthestudy40Crsteel,40Crsteelpi

3、lotstudyonmeasuringthehardness,plasticityandtoughnessafterheattreatment,analysisofchangesinthematerialmicrostructureandmechanicalpropertiesbeforeandafterheattreatment,andmaterialmicrostructureanalysis.AlsousingANSYSfiniteelementanalysissoftwaretosimula

4、te,throughtheestablishmentofthefiniteelementmodeltosimulatetheprocessof40Crsteelwater-cooledheattreatmenttemperaturefieldchangesovertime,thesameanalysisbeforeandafterheattreatmentonmicrostructureandmechanicalproperties,withthe40Crsteeloilquenchedmicros

5、tructureandmechanicalcomparetheperformance.Theresultsshowedthat:theuseofoilcooling,40Crsteelwithhighhardness,butalsohasbetterplasticityandtoughness.Keywords:MicrostructureandMechanicalProperties,HeatTreatment,Microstructure,ANSYSsimulation目录1前言11.1研究的目

6、的和意义11.2要解决的问题和拟采用的手段21.3研究概况31.3.1我国热处理技术的发展史31.3.2国内外金属热处理技术概况31.3.3我国热处理计算机模拟的发展42ANSYS模拟试验52.1ANSYS软件的介绍52.1.1概述52.1.2ANSYS特点及应用领域52.2模拟方案的确定62.3试验内容62.3.1建立工作文件名和工作标题62.3.2定义单元类型72.3.3定义材料性能参数72.3.4创建几何模型82.3.5加载求解102.3.6查看求解结果132.4模拟结果的分析173热处理实验

7、18Ⅰ3.140Cr钢实验前分析183.1.140Cr钢的简介183.1.240Cr钢的化学成分183.1.340Cr热处理工艺特性介绍183.1.440Cr热处理方案193.2热处理实验内容19Ⅰ3.2.1实验仪器及目的193.2.2淬火工艺193.3硬度测量193.3.1硬度概况203.3.2布氏硬度试验213.3.3洛氏硬度试验223.440Cr热处理金相组织分析233.540Cr拉伸试验243.5.1拉伸试验介绍243.5.2拉伸试验内容253.640Cr水淬前后拉伸性能的比较263.740

8、Cr水淬与油淬结果的比较263.7.140Cr油淬与水淬后洛氏硬度的比较263.7.240Cr水冷与油冷后的拉伸性能比较27总结27参考文献29致谢30ⅡⅡ太原工业学院毕业设计1前言1.1研究的目的和意义工业用钢是建设生产中使用最广、用量最大的金属材料，在现代工农业生产中占有重要的地位。工业用钢的碳素钢，由于价格低廉，便于冶炼，用以加工，且通过含碳量的增减和不同的热处理可使其性能得到改善，因此能满足很多次生产上的需要，至今仍是应用最广泛的钢铁材料[1]。但是随着现代科