王宇挺[1]2004年在《淬火介质的常用钢热探头评价和淬火介质数据库》文中研究说明淬火介质的正确选择和使用一直是热处理的重要课题之一。淬火介质评价方法中，冷却曲线法应用最广。它能描述冷却过程中淬火介质与工件间的传热行为，而且已发展出若干定量的评价方法。但热探头材料和测温点的选择等方面存在的局限，使现有冷却曲线既无法正确表征淬火介质对实际工件的冷却效果，又无法据此准确预测工件的淬后性能。 本文提出设计常用钢热探头评价淬火介质并建立淬火介质数据库。常用钢热探头在尺寸、材料、热电偶布置等方面不同于以往的评价方法中使用的热探头。选择有代表性的钢材制造热探头并依照热处理工艺进行淬火，可以模拟工件的冷却过程。通过采集热探头内典型部位的冷却曲线、淬火组织和硬度，可以表征淬火介质的冷却能力和硬化能力。 开发淬火过程温度采集系统，实现了较高的采样速率，使用数字滤波消除了数据的噪声干扰。利用温度采集系统测量了20CrMnTi、GCr15、H13等10种常用钢热探头在9种油基和水基淬火介质中淬火的冷却曲线。研究了热探头中央横截面的淬后组织分布和硬度分布，对淬火开裂的热探头，采集了开裂部位的形貌。 开发了淬火介质数据库，可以实现常用钢热探头淬火过程的冷却曲线、冷速曲线及热探头淬后组织分布、硬度分布和淬裂形貌的查询。数据库在设计中对易用性和数据规模的可扩展性进行了充分考虑。
王伟佳[2]2007年在《多种常用钢在不同淬火介质中换热系数的测算》文中研究说明淬火介质的换热系被普遍认为是一个能够客观、直接地评价淬火介质冷却能力的参数，在计算机数值模拟的研究中，尤其是在对在瞬态温度场、组织场、热应力场的模拟计算中，换热系数又是一个必不可少的边界条件。换热系数的精确性能够直接影响到数值模拟的计算结果，此外，对工件淬火后性能预测的可靠性也同样有赖于淬火介质换热系数的准确性，所以对常用钢在不同淬火介质中换热系数的计算具有重要的实际意义。本论文借助八种常用钢(42CrMo钢、GCr15钢、T8钢、20CrMnT钢i、65Mn钢、20CrMo钢、45钢和20钢)在淬火冷却实验中得到的冷却曲线，通过反传热方法计算得到了常用钢在不同淬火介质中的表面综合换热系数。论文在反传热计算过程中应用了有限差分方程和非线性估算法，并且考虑到相变潜热对瞬态温度场的影响，还借助等温转变曲线、Scheil迭加原理和等温转变动力学原理建立了连续冷却组织转变模型，耦合了相变过程对温度场的影响。为了验证计算得到的常用钢在不同淬火介质中淬火冷却换热系数的准确性，本文利用大型有限元软件MSC．Marc作为模拟平台，建立了淬火过程二维非线性有限元模型，模拟淬火过程中的瞬态温度场，在模拟过程中以多种常用钢在不同淬火介质中的非线性表面综合换热系数为边界条件，同时耦合了相变过程的影响。最后本文对常用钢在不同淬火介质中冷却的瞬态温度场的模拟值和实验值进行了比较，结果表明：冷却过程二维瞬态温度场的模拟值与实验值吻合得较好，从而证明了计算得到的表面综合换热系数的合理性。
王宇挺, 张立文, 裴继斌, 王富岗, 于程歆[3]2004年在《利用常用钢热探头建立淬火冷却介质数据库》文中研究说明使用GCr15和H13等 10余种常用钢制造新型热探头来评价淬火介质的硬化能力。测量了若干淬火介质淬火过程冷却曲线 ,研究了热探头淬后截面的微观组织和硬度分布。在此基础上开发的淬火介质冷却能力数据库 ,可以实现淬火过程冷却曲线和冷速曲线及热探头淬后组织和性能的查询和输出 ,且可存储热探头淬后开裂数据
张晓军[4]2012年在《淬火介质F2000和BW的适用性研究》文中研究表明大型铸锻件是综合材料、冶炼、锻造、热处理和检测为一体的高科技产品，其制造是装备制造业的关键方向之一。目前我国重型制造企业已经具备世界一流的生产能力，但是在大型铸锻件的制备工艺研究方面与世界先进水平还存在明显差距。其中热处理工艺决定了大型铸锻件内在质量和最终使用性能，是其制备技术的关键环节。冷却是热处理工艺的重要工序，工件的变形、开裂和硬度不足等淬火缺陷往往是由于冷却介质和冷却方法的选择不当造成的。因此对淬火介质的选择，一直是热处理工作者所重视的问题。本文选用聚合物淬火介质FEROQUENCH2000（以下简称F2000）和BW，通过系列试验积累了浓度、预热温度和其冷却能力之间的数据；针对工业上广泛使用的中碳结构钢45钢和低合金钢42CrMo，采用这两种淬火介质与常用的水和油进行对比，探讨了F2000和BW对两种材料的适用性。本文得到以下结论：1．浓度越高， F2000和BW淬火介质的冷却能力越弱。当F2000淬火介质浓度由5%上升至15%时，它的最大冷却速度由104.4℃/s降至69.1℃/s；当BW淬火介质的浓度由5%升至25%时，它的最大冷速由172.5℃/s降至74.8℃/s。2．预热温度的升高，F2000和BW淬火介质的冷却能力越弱。当F2000淬火介质预热温度由20℃提高到50℃时，他的最大冷速由92.4℃/s降至56.1℃/s；当BW淬火介质的预热温度由20℃提高到60℃时，他的最大冷速由118.6℃/s降至75.6℃/s。3．45钢经15%F2000淬火后组织粗大，其抗拉强度为721Mpa；经15%BW淬火后组织细小、分布均匀，其抗拉强度为857MP；经10%F2000淬火后冲击韧性（α_(ku)）最高为116.8J/cm~2，经5%F2000淬火的断口属于解理断口微观形貌，经12%F2000淬火后它的断口组织则布满韧窝。4．42CrMo经15%F2000淬火后组织粗大，抗拉强度为868Mpa，硬度为45HRC；经15%BW淬火后表层得到均匀细小的马氏体组织，抗拉强度达到1030Mpa，硬度达到54HRC；经12%F2000冲击韧性(α_（ku）)达到111.3J/cm2，淬火后试样的断口形貌中韧窝比较小，而经5%F2000淬火后试样的断口形貌中韧窝比较大。
郑泽花[5]2010年在《钢淬火换热系数计算及温度与微观组织模拟》文中提出淬火是改变和提高金属材料性能的重要手段。近几十年来,学者对淬火过程进行了大量的研究,而计算机模拟技术因其能够优化工艺、降低废品率、提高工作效率而成为非常有效的研究方法。淬火是涉及热、力、组织及其相互作用的复杂过程,对这一过程的模拟主要包括边界条件和各种热物性参数的测算、模型的建立、对计算结果的验证等。本论文根据反传热思想和实测的几种典型钢探头在多种介质中淬火时的冷却曲线,建立了耦合相变的轴对称有限差分模型,用FORTRAN语言编程计算钢探头淬火过程的表面综合换热系数。结果表明,考虑相变时计算得到的换热系数比不考虑相变时的计算值要大,而且考虑相变时的计算结果被证明更加合理和准确。同时发现,相同探头淬火过程的换热系数随淬火介质种类不同而变化,同一淬火介质对不同材料的探头的冷却能力也不同,即淬火过程的换热系数与淬火介质及探头材料均相关。以大型有限元软件MSC.MARC作为模拟平台,建立了淬火过程叁维非线性分析模型,借助MSC.MARC的二次开发功能编写模拟相变过程的程序,以计算得到的非线性表面综合换热系数为边界条件,模拟了淬火过程中的瞬态温度场和组织场。模拟中把相变潜热作为每个单元的内热源,迭代求解中修正温度场,以提高计算精度。结果显示,淬火探头测温点的模拟冷却曲线与实测曲线吻合较好；组织模拟结果与实验金相照片的比较,说明模拟的组织场较接近真实淬火组织。上述结果说明利用本文所建模型能够对淬火工件温度场和组织场进行较为准确的模拟。本论文还用有限元软件DEFORM建立2D和3D模型,模拟42CrMo支重轮、42CrMo轴等大工件淬火过程的温度场和组织场。42CrMo支重轮在不同介质中淬火得到的组织不同,按照水淬油冷工艺淬火后,支重轮在组织性能上能够达到要求；42CrMo轴在同种介质中的淬硬层深度随工件尺寸而变化。
参考文献：
[1]. 淬火介质的常用钢热探头评价和淬火介质数据库[D]. 王宇挺. 大连理工大学. 2004
[2]. 多种常用钢在不同淬火介质中换热系数的测算[D]. 王伟佳. 大连理工大学. 2007
[3]. 利用常用钢热探头建立淬火冷却介质数据库[J]. 王宇挺, 张立文, 裴继斌, 王富岗, 于程歆. 金属热处理. 2004
[4]. 淬火介质F2000和BW的适用性研究[D]. 张晓军. 河南科技大学. 2012
[5]. 钢淬火换热系数计算及温度与微观组织模拟[D]. 郑泽花. 大连理工大学. 2010
标签：金属学及金属工艺论文; 淬火介质论文; 常用钢热探头论文; 冷却曲线论文; 数据库论文;