重型燃机压气机盘淬火过程的数值模拟与工艺优化.pdf

《重型燃机压气机盘淬火过程的数值模拟与工艺优化.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、重型燃机压气机盘淬火过程的数值模拟与工艺优化吕成1，张立文1，牟正君’，邰清安2，郑渠英2，杨钢3(1．大连理工大学材料工程系，辽宁大连116024：2．沈阳黎明航空发动机集团，辽宁沈阳110043：3．钢铁研究总院，北京100081)摘要：通过建立合适的有限元模型，模拟研究了重型燃机压气机盘在不同淬火介质中淬火时的温度变化，把计算得到的冷却曲线与CCT图中的冷却曲线进行比较，来判断压气机盘淬火时的组织转变。模拟计算结果表明，在不同的淬火介质中冷却，均可得到全马氏体组织。但在空气中冷却时，由于温差较小，淬火应力也较小，因而淬火变形和开裂的倾向性较小。由此提出在空气

2、中冷却的淬火工艺方案，并在实际生产中得到了成功运用。关键词：淬火；数值模拟；工艺优化中图分类号：TGl62．4NumericalSimulationandTechnicalOptimizationofGasrnlrbineCompressorDiskOuenchingProcessLVChen91，ZHANGLi-wenl，MUZheng-junl，TAIQing-anZ,ZHENGQu-yingz,YANGGan95(1．DepartmentofMaterialEngineering，DalianUniversityofTechnology,DalianLiao

3、ning16024，China：2．ShenyangLimingAero—EngineGroupCorporation，ShenyangLiaoning110043，China：3．CentralIronandSteelResearchInstitute，Beijing100081)Abstract：BasedonFiniteElementMethod(FEM)，thetemperaturevariationsofgasturbinecompressordiskduringquenchingindifferentquenchantswerestudied．Them

4、icrostructurevariationsofcompressordiskinquenchingprocessweredecidedbycomparingcomputedcoolingcurveswiththecoolingcurvesinCCTdiagram．ThesimulatedresultsshowthatthemartensitemicrostructureCanbeobtainedalloverthewholediskafterquenchingindifferentquenchants．However，thequenchingstressandt

5、hepossibilityofdistortionandcrackingislessduetothesmallertemperaturedifferenceduringquenchingprocessinair．Asaresult，theoptimizedquenchingschemeofcoolinginairWasputforward，whichhasbeensuccessfullyadoptedinpractice．Keywords：quenching；numericalsimulation；technicaloptimization压气机盘是重型燃机中的重

6、要零件，在高转速进行耦合计算，得到每个时刻的场量信息，从而为高温条件下工作，转速高达10000—20000r／min，热处理工艺的优化制定提供参考u’2’引。在工作状态下，承受很大的应力，因此需要具有较本文对压气机盘在三种不同淬火工艺条件下高的持久性能和疲劳性能。而锻造以后的热处理工的淬火过程进行了有限元数值模拟，在分析比较的艺对压气机盘锻件的持久性能、疲劳性能等技术指基础上，提出了一种优化的淬火工艺。结合实际生标有重要影响，要获得良好的拉伸性能和持久性产过程，并对压气机盘上的试样环进行了金相组织能，锻件淬火后要求获得全马氏体组织，这就要求观测，证明了该工艺的可行

7、性。淬火冷速高于临界值。但由于压气机盘体积较大，随着冷速提高，锻件的淬火开裂倾向性增大。而且压气机盘所用材料是新钢种，对其热处理工艺的研究还很不完善，因此无现成的淬火工艺可参考。对于大型压气机盘，由于自身成本高，很难采用实体盘件来逐一摸索热处理工艺，因此通过计算机模拟锻件热处理过程，对淬火过程中的温度场、组织场吕成(1980．1．)，男，江苏淮安人，博士生，主要从事材料固态加工过程的计算机模拟方面的研究。Tel：04ll-847060871计算模型1．1温度场的计算工件淬火过程温度场的计算可归结为求解瞬态非线形热传导方程14J：昙(A罢)+言(A考)+昙(兄暑)+

8、q’=pc