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《淬火钢件冷却速度_显微组织和硬度分布的计算预报.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、第19卷第12期钢铁研究学报Vol.19,No.122007年12月JournalofIronandSteelResearchDecember2007淬火钢件冷却速度、显微组织和硬度分布的计算预报1121张晓,刘国权,宋月鹏,吴凯(1.北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;2.山东农业大学机械工程与电子学院,山东泰安271018)摘要:利用ANSYS有限元软件计算了多种钢端淬试样和圆柱体零件指定部位的冷却速度。分析了合金元素对冷却速度的影响,表明对于一些热物理性能参数值未知的材料,可以用成分相近的钢的对应参数代替来计算其指定部位的冷却速度。进而结合梅尼尔模型预测了零件指定
2、部位的组织和硬度,所得结果与文献中的数据一致,表明此类方法可用于对钢种化学成分和热处理工艺的并行设计优化。关键词:ANSYS;冷却速度;梅尼尔模型;硬度中图分类号:TG14211文献标识码:A文章编号:100120963(2007)1220049204PredictionofSpatialDistributionsofCoolingRate,MicrostructureandHardnessinSteelComponents1121ZHANGXiao,LIUGuo2quan,SONGYue2peng,WUKai(1.SchoolofMaterialsScienceandEnginee
3、ring,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China;2.CollegeofMechanicalEngineeringandElectronics,ShandongAgricultureUniversity,Taian271018,Shandong,China)Abstract:ThespatialdistributionsofcoolingrateinboththeJominyendquenchedsamplesandcylindercompo2nentswerecalculatedbyusingFEM(f
4、initeelementmethod).Theeffectofalloyingelementsonthecoolingratewasdiscussed.Itprovesthatthethermophysicalparametersofonesteelcanbeusedtocalculatethecoolingrateincomponentsmadeofothersteelsiftheirchemicalcompositionsaresimilar.Atthesametime,themicrostructuresandhardnessindifferentpositionsinstee
5、lsampleswerepredictedbyMaynier′smodelbasedonthecoolingratecalculation,andtheaccuracyofthemethodwasverified.Thesemethodscanbeusedtodesignoroptimizeboththechemicalcompositionsandheattreatmentprocessesofsteels.Keywords:ANSYS;coolingrate;Maynier′smodel;hardness利用不同数值模型对热处理后钢的组织和性能却条件下的温度场和应力场。笔者利用该
6、有限元软进行模拟对实际生产有十分重要的意义。许多研究件,计算了多种钢件给定部位的冷却曲线,同时结合者已建立了适用于合金结构钢的众多淬火和回火经梅尼尔模型预测了淬火钢件不同部位的组织及性能。验模型,其中,梅尼尔等人分析了几百种CCT图,建1冷却速度的计算立了临界冷却速度的方程通式及各种组织的硬度公[1]式。但是,用梅尼尔模型进行组织硬度预报必须给利用大型有限元软件ANSYS计算45钢和定零件材料的成分和给定位置的具体冷却速度。宋42CrMo钢圆柱件内不同部位在淬火处理过程中的[2]月鹏等拟合了端淬试样距水冷端不同距离与冷却冷却曲线。圆柱件尺寸及淬火冷却条件见于表1,主速度的关系式,并据
7、此利用梅尼尔模型对端淬试样淬要计算步骤如下。火后的组织分布进行了预报预测。文献[3,4]利用111单元类型的选取ANSYS有限元软件,成功地模拟计算出已知零件冷计算三维淬火温度场时,选择八节点六面体基金项目:国家自然科学基金资助项目(50271009)作者简介:张晓(19822),女,硕士生;E2mail:zxiao0615@yahoo.com.cn;修订日期:2007208212·50·钢铁研究学报第19卷表145钢和42CrMo钢圆柱件尺寸及淬火工艺T
