18CrNiMo7-6钢圆柱试件淬火过程数值模拟.pdf

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1、石油机械2014年第42卷第2期CHINAPETR0LEUMMACHINERY钻井技术与装备丰18CrNiMo7—6钢圆柱试件淬火过程数值模拟何畏李波周晓敏兰晓冬蒋俊熊尉伶(西南石油大学机电工程学院)摘要：采用有限元分析方法，利用SYSWELD软件模拟18CrNiMo7—6钢圆柱试件渗碳及淬火过程，并分析其渗碳场、温度场及硬度的变化规律和分布状态。模拟结果表明，渗碳过程中，圆柱试件外表面含碳质量分数先增大后减小，而心部含碳质量分数基本保持不变；淬火过程中，圆柱试件截面沿径向温差先增大后减小，冷却到9．8s时，温差最大，为293。C；冷却到12．0s时，

2、外表面处率先发生马氏体转变；冷却到47．2s时，圆柱试件心部温度为281℃，整个试件几乎都完成马氏体转变；圆柱试件硬度值沿径向从外表面向心部逐渐递减，很符合18CrNiMo7—6钢热处理后的性能。关键词：18CrNiMo7—6钢；淬火；渗碳；温度场；硬度；马氏体转变；数值模拟中图分类号：TE921文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2014．02．005NumericalSimulationoftheQuenchingProcessof18CrNiM07—6SteelCylinderSpecimenHeWeiLiBo

3、ZhouXiaominLanXiaodongJiangJunXiongWeiling(SchoolofMechatronicEngineering，SouthwestPetroleumUniversity)Abstract：Bymeansofthefiniteelementanalysis，theSYSWELDsoftwarewasusedtosimulatethecarburizingandquenchingprocessof18CrNiMo7——6steelcylinderspecimenandanalyzethevariationlawanddi

4、stributionofitscarburizingfield．temperaturefieldandhardness．Thesimulationshowsthatintheprocessofcarburizing，thecarbonmassfractionoftheexternalsurfaceofthespecimenfirstincreasesandthendecreases，butthecarbonmassfractionofthespecimencenterbasicallyremainsunchanged．Intheprocessofque

5、nching，thetemperaturediffer-enCeofthespecimencross．sectionfirstincreasesandthendecreasesintheradialdirection．Whenitcoolsupto9．8S．theteml：)eraturedifferencereachesthemaximumwhichis293℃；whenitCOOLSupto12．0s，themartensitictransformationOCtursfirstonitsexternalsurface；whenitcoolsupt

6、o47．2S，thecentertemperatureis281cCandthewholesDecimenhasalmostachievedthemartensitictransformation．Thehardnessvalueofthespecimengradual-lvdecreasesfromtheexternalsurfacetothecenter，whichisverymuchinagreementwiththeperformanceof18CrNiMo7—6steeI觚erthermaltreatment．Keywords：18CrNiM

7、o7—6steel；quenching；carburizing；temperaturefield；hardness；martensitictransformation：numericalsimulation的研究主要从轴承结构、润滑和材料3方面来展0引言开，而目前材料科学技术发展迅猛，涌现出一批性能优异的材料，笔者认为从滑动轴承材料人手，取在密封良好的情况下，牙轮钻头滑动轴承失效得突破的可能性最大。18CrNiMo7—6钢是一种表的主要形式是粘着磨损。当前对牙轮钻头滑动轴承面硬化钢，具有高强度、高韧度及高淬透性等优基金项目：四川省科技支撑计划项目“纳米

8、离子镀膜技术在牙轮钻头轴承中的应用研究”(2009GZ0026)。石油机械2014年第42卷第