特种端淬实验方法的研究.pdf

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1、特种端淬实验方法的研究周谦永，张伟民，陈乃录，王鸣华，宋冬利(上海交通大学，材料科学与工程学院，上海20003，0)摘要：大型工件的中心对称轴在淬火过程中可以看成是近似一维传热的。I本文设计了一种特殊的端淬实验，使试样在端面淬火过程中的传热近似符合一维，从而可以被用来检验对大型工件淬火过程模拟计算的准确性。文章分析并讨论了该实验误差来源。)关键词：端淬试验；一维传热：模拟计算TheResearchofSpecialEndQuenchingExperimentZhouQianyong，ZhangWeimin，ChenNailu，Wa

2、ngMinghua，SongDongli(SchoolofMaterialScience&Engineering，ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030，China)Abstract：Thequenchingprocessofcentrosymmetryaxisoflarge—scaleworkpiececanberegardedaSanone-dimensionheat-transferprocess．AspecialendquenchingexperimentWaSdeveloped

3、inthisthesis，inwhichthethermaltransmittanceofendquenchingbarwassimilartoone-dimensionheattransfer,SOitCanbeusedtoverifytheprecisionofsimulationonthequenchingprocessoflarge-scaleworkpiece．TheinaccuracyoftheexperimentWasdiscussedandsomeimprovedmeasureswereintroduced．Key

4、words：Endquenchingexperiment；One—dimensionheattransfer；Simulation根据试验结果来评估钢的淬透性一直是端淬此，只要设计出近似符合一维传热的端淬实验，根试验的主要内容。从1938年WEJominy用端淬试据前叙的“当端淬试样上某一端淬距离处的冷却判验法得出端淬曲线以来，人们对端淬实验做了大据同整体淬火的相同钢件的圆棒(或其它形状钢件)量的研究工作，标准的端淬试验法也成为目前用于的截面上的某一位置的同一冷却判据相等时，则测定材料淬透性最常用的方法。但对于一些中高淬认为两处的

5、冷却是等效的，即将获得相同的组织透性钢，标准端淬法已不适用，对此很多研究者设和硬”这一原理，就可用端淬实验的结果来检验模计了适用于中高淬透性钢的各种特殊的端淬实验。拟计算结果。在建立端淬试验数据同淬火钢件淬火效果之间的针对高淬透性钢，作者设计了一套端淬实验装关系中，所有的研究者都是采用一种所谓等效直置，使端淬试样在淬火过程中近似符合一维传热，径或者等位置的方法。当端淬试样上某一端淬距离从而用端淬实验数据来检验模拟计算结果的精确处的冷却判据同整体淬火的相同钢件的圆棒(或其程度。为了检验用上述端淬装置进行端淬时试验时它形状钢件)的截面

6、上的某一位置的同一冷却判符合一位传热的近似程度，用Marc对高淬透性的据相等时，则认为两处的冷却是等效的，即将获718钢的上述端淬过程进行温度相变耦合数值模得相同的组织和硬n’21。拟，结合纯理论一维传热模型的温度相变耦合数值众所周知，对大型工件的淬火过程进行计算模模拟结果进行分析，并讨论了试验的误差来源及改拟在生产上有重大的指导意义。但大型工件的淬火进方法。过程异常复杂，由于现阶段的计算模型还不购完善，各种影响参数(如换热系数)的测量还不是很精确，因此决定了模拟结果不会是很准确的。大型工件轻则几吨，重则几十吨乃至上百吨，如果直接

7、用工件实际的淬火结果来对模拟结果进行检验，成本将十分昂贵，在生产中也不太现实。因此，从实验上对大型工件淬火过程的模拟结果进行检验显得尤为重要。由于大型：【件中心对称轴的淬火过程可近似看成是由表面到心部的一维传热过程，因1．实验的依据以尺寸为2000x1500x700mm的高淬透性的塑料模具钢718钢为例．718钢的成分见表格1。表1718钢的化学成分(质量分数，％)Tab．1Chemicalcompositionof718steel(mass，％)CMnSiNiCrWMoAICu039l27O29092l79002O3050042

8、03116《金属热处理》2005年第30卷增刊当其浸水淬时，用Marc对其进行淬火过程进行温度相变的耦合模拟计算∞1，取出其中心对称轴上距离表面分别为85mm，145mm，225mm处的冷却曲线，并和按严格理论一维传热过程中相应位置处的冷却曲线进行