高强钢矩形管感应强化组织与性能控制研究

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1、硕士学位论文高强钢矩形管感应强化组织与性能控制研究RESEARCHONCONTROLLINGMICROSTRUCTUREANDPROPERTYOFHIGH-STRENGTHSTEELRECTANGULARTUBEININDUCTIONHARDENING王义斌哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TG155.3学校代码：10213国际图书分类号：621.7密级：公开工学硕士学位论文高强钢矩形管感应强化组织与性能控制研究硕士研究生：王义斌导师：邢忠文教授申请学位：工学硕士学科：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cla

2、ssifiedIndex:TG155.3U.D.C:621.7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONCONTROLLINGMICROSTRUCTUREANDPROPERTYOFHIGH-STRENGTHSTEELRECTANGULARTUBEININDUCTIONHARDENINGCandidate：WangYibinSupervisor：Prof.XingZhongwenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalManu

3、facturingandAutomationAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要矩形管因质量轻、强度高、易于装配、外形美观等特点常用于制造客车骨架结构，高强钢矩形管能在保证强度的同时节省材料，实现汽车轻量化，既能节约钢材又能节能减排。矩形管进行感应强化时，因其形状的限制其周向上感应加热的温度分布不均造成了组织、力学性能不均匀的缺陷，严重

4、影响了矩形管的质量。高强钢矩形管感应强化组织与性能控制的研究对环境保护，汽车制造业的发展，提高车辆安全性能有重要意义。通过对感应加热基本原理的研究，推导了感应加热控制方程，总结出影响温度场分布的物理量。建立了异形线圈对矩形管感应强化的磁感应强度分布的理论方程。分析了异形线圈参数和矩形管宽度影响磁感应强度分布的规律，设计并优化不同矩形管的异形线圈，实现了参数优化的异形线圈在矩形管表面产生的磁感应强度分布均匀。与矩形线圈进行了对比，异形线圈可以有效改善矩形管磁感应强度的分布，使其均匀化。对矩形管进行了感应加热的数值模拟，分析了异形线圈参数和矩形管宽度对感应加热数值模拟温度场分布的

5、影响规律，得到使温度场分布均匀的异形线圈，对此线圈进行感应淬火的数值模拟，其组织和性能均匀。制作了参数优化的异形线圈，搭建了感应强化试验系统，进行了不同运行速度的矩形管感应强化试验，使矩形管的抗拉强度达到1500MPa以上。进行了硬度测试试验和金相试验，验证了使用异形线圈感应强化的矩形管周向上金相组织和力学性能均匀，与线圈优化、数值模拟的结论一致。关键词：异形线圈；矩形管；金相组织；力学性能；控制均匀；感应强化-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractDuetolightweight,highstrength,easeofassembly,beautifulappe

6、arance，rectangulartubeiscommonlyusedinthebusframe.High-strengthsteelcanenhancestrengthandsavematerialtoachievelightweightofautomobilewhichledtosavingsteel,energyconservationandemissionreduction.Whenrectangulartubeisinductionhardened,unhomogeneoustemperaturedistributioncausedbythelimitofitss

7、hapeleadtothedefectofunhomogeneousmicrostructureandmechanicalpropertieswhichseriouslyaffecttherectangulartube'squality.Theresearchoncontrollingmicrostructureandpropertyofhigh-strengthsteelrectangulartubeininductionhardeningissignificantforenvironmentalco