• 周日. 6 月 16th, 2024

不锈钢锻后热处理工艺实验研究与模拟.pdf

热处理是机械零件和工模具制造过程中的关键工序。 也是机械工业的一项重要基础技术。 对于改善和控制材料的性能,充分发挥材料的性能潜力,节约原材料,降低能耗,提高产品质量具有重要意义。 可靠性,延长其使用寿命,提高生产单位的经济效益都具有重要意义。 不锈钢以其优良的耐蚀性、常温机械性能以及良好的中温强度和加工性能,广泛应用于石油、化工、动力机械、航空航天等行业,特别是那些不承受较大应力并用于中等温度条件。 在高温条件下工作、耐腐蚀性要求较高的零件大多采用各种不锈钢材料制成。 不锈钢的耐腐蚀性不仅受其化学成分的影响,还取决于其显微组织和内应力分布。 通过适当的热处理工艺,不仅可以改变不锈钢的组织形态、物理机械性能,改善其内应力状态,更重要的是可以提高或恢复其耐腐蚀性能。 本文以航空用某牌号不锈钢为研究对象。 针对其工程应用中存在的问题,通过正交试验、性能测试和金相组织分析,研究了该材料的锻后热处理工艺,并采用变形-传热耦合。 采用有限元数值模拟软件对材料淬火过程中温度场和热应力场的分布和变化规律进行分析研究。 获得以下成果和新见解: 1.给出了研究材料锻后热处理的合适工艺,并优化了合理的工艺参数。 2、基于实验结果建立计算模型,研究锻造热处理后材料的组织和性能,并开发相应的预测软件; 3、对研究材料的TTT曲线进行分析、研究和回归,并给出相应的计算机描述方法,从而为材料的组织计算提供数学模型; 4、利用变形-传热耦合有限元数值模拟软件,分析研究了不同冷却介质对研究材料淬火过程中温度场和热应力场的影响,以及温度场和残余量的分布情况得到了淬火过程中的应力场。

关键词:不锈钢,锻后热处理,实验研究,数值模拟西北工业大学工程硕士学位论文摘要热处理仅适用于机械配件的加工过程。 工具和模具. 也是工业技术和工业的一项重要基础技术。 这需要一个非常冷的信号标志系列。 充分发挥材料的性能潜力,节约材料,减少能源排放,提高生产可靠性,延长产品使用寿命,提高经济效率生产等。由于其优异的防腐能力、机械性能和常温不冻性,值得信赖。 rreee 德利工业油。 化工、动力机械、航空等领域,特别是部队,任务条件适中,对防腐能力要求较高,是最需要进行的工程。 不锈钢的耐腐蚀性能除了由其化学成分决定外,还由微观结构决定。 通过使用适当的热处理程序。 不锈钢不仅结构形状、物理性能和力学性能都可以改变。 但更精细的压力状态无法避免。 重要的是它的防腐能力可以增加或恢复。 在这篇论文中。 研究对象是航空业使用的不锈钢商标。 针对阿拉伯联合酋长国工程中存在的问题,锻造后的热处理工艺采用垂直拉伸方法与性能测试和分析相结合,进一步规定了分配和品种流通的规则PRING PONGPROCES 期间的温度场和热场已通过有限元数值化软件进行了分析。 7五取得的研究成果和新的展望如下:(1)制定了适当的技术程序和材料,并保留了合理的技术参数; (2)Akneeoeecallallleeeeeloeeeeeeeeeeeeeeg oottyyooeeeeeaaaaeraaeeetスooeoeeeeeeeaaaaeetスooeoreeereeaaaeraaakeeeeeeoeaaaaaar ng加热器结果,已建立并有相应的预测软件(3)对研究材料的TTT曲线进行了回归,并提出了相应的计算机描述模式,为该材料的结构计算提供了主题模型;(4)利用精细单元仿真软件。或 aareeeeeeenn 查看已添加的 deeeeeeees关键词:不锈钢,锻后热处理,实验研究数值模拟 II 西北工业大学工学硕士论文简介 1.1 简介 材料热处理(包括铸造、锻造、焊接、热处理)金属材料的处理和高分子材料的注射成型等)是将材料制成机械零件的成形和改性方法的过程,是材料和制造两大行业的交叉和界面技术。

其中,金属热处理是将金属或合金在固态下加热到一定温度,保持一定时间,然后以不同的冷却速度冷却。 通过加热温度、保温时间、冷却速度三个主要因素的有机结合,引起相变形成各种组织结构以获得所需性能的热加工过程。 为了保证机械产品的质量和使用寿命,通常重要的机械零件必须经过热处理(或复合热处理),例如[2],机床制造行业中60%~70%的零件需要进行热处理汽车、拖拉机制造业70%~80%的零件需要热处理,工具模具制造业100%的零件需要热处理。 需进行热处理。 而且,只要材料选择得当,热处理得当,机械零件的使用寿命可以成倍甚至提高十倍以上,达到“搞好热处理,搞好热处理”的目标。每件零件数量更多”,达到事半功倍的效果。 因此,热处理是机械零件和工模具制造过程中的关键工序,也是机械工业的重要基础技术。 对于改善和控制材料的性能,充分发挥材料的性能潜力,节约材料,降低能耗,提高产品的可靠性,延长产品的使用寿命,提高生产单位的经济效益具有重要意义都具有十分重要的意义。 因此,国际业界公认,热处理技术的进步是保证机械制造技术进步、保证产品质量f3J的最关键因素。 1.2不锈钢的热处理特点不锈钢14J按其组织可分为四大类:奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢。

热处理可以改变不锈钢的物理机械性能,改善其内应力状态。 但更重要的是增加或恢复其耐腐蚀性能。 不锈钢的耐腐蚀性除了受其化学成分影响外,还取决于其显微组织和内应力分布以及之前的制造工艺。 这些因素的影响可以通过不同的热处理工艺来改变。 适当的热处理工艺可以改善和增强不锈钢的相关性能。 本文研究的钢种是马氏体沉淀硬化不锈钢。 沉淀硬化不锈钢是以高铬、高镍为主要合金元素的高合金钢。 除铬、镍外,还含有不同量的Mo、Cu、Ti等直接或间接引起析出相的合金元素。 它们通常是低碳或超低碳钢。 经过适当的热处理后,它们不仅具有良好的耐腐蚀性和高强度,而且还具有良好的韧性。 由于沉淀硬化不锈钢的合金含量较高,在奥氏体化过程中除了碳的均匀化外,合金元素也必须均匀化。 特别是碳化物形成元素的添加,降低了碳在奥氏体中的扩散速率,从而影响奥氏体的均匀化过程。 因此,不锈钢中奥氏体均匀化所需的时间比碳钢长得多。 因此,如果加热温度不够高或保温时间不够长,钢中仍会存在未溶碳化物或不均匀奥氏体,淬火后得不到均匀的淬火组织; 此时,钢中残留的碳化物和碳不能充分发挥作用,从而降低钢的淬透性,降低钢热处理后的力学性能。

因此,形成合金奥氏体时碳化物的溶解程度和奥氏体中成分的均匀性对热处理后钢的组织和性能有很大影响。 此外,钢的高合金含量也会导致极高的淬透性和缓慢的相变反应。 高温奥氏体化或均匀化后,即使空冷甚至炉冷也可获得半马氏体或马氏体组织。 但由于这种不锈钢含有许多降低M3点的合金元素,因此淬火后的组织中往往含有大量的残余奥氏体。 这种残余奥氏体在较低温度(-<370.C)回火时不易转变,需要从奥氏体温度冷却到室温。 然后在-70℃以下的温度进行冷处理。 由于沉淀硬化不锈钢的碳含量较低,即使具有完整的马氏体组织,其硬度和强度也不会很高,但具有良好的塑性和韧性。 其高或超高强度来源于时效处理过程中各种极细小且分散的析出相的相互作用。 由于沉淀硬化不锈钢的碳含量较低,在热处理和加热过程中必须注意防止表面渗碳。 这就要求钢件热处理前表面必须清理干净,不得沾有油污和其他含碳物质; 加热过程中不得使用还原剂。 气氛15J。 1.3 数值模拟技术及其在热处理工艺中的应用概述 1.3.1 数值模拟技术的工程应用 工程分析问题较多,如固体力学中的位移场和应力场分析、电磁学中的电磁场分析、振动特性分析等、传热中的温度场分析、流体力学中的流场分析等都可以归结为在给定边界条件下求解其控制方程(常微分方程或偏微分方程)的问题,但可以用解析方法来解决只能得到少数性质比较简单、几何边界比较规则的方程的精确解。