封源
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黎军顽
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谢尘
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闵娜
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吴晓春
材料热处理学报
基于金属-热-力耦合理论框架,利用DEFORM有限元分析软件建立了SDC99铣刀深冷处理多物理场耦合数值分析模型,探讨了深冷处理过程中铣刀内残留奥氏体的演变及分布规律,并借助X-ray衍射仪验证模拟结果.研究表明:淬火初始,铣刀中奥氏体的体积分数急剧下降,随着淬火时间的增加,奥氏体向马氏体的转变趋于平缓.淬火后,铣刀中残留奥氏体主要分布于刀刃根部附近和铣刀中空内圆柱面上,尤其是刀刃根部其残留奥氏体含量高达20％.进入深冷处理后,铣刀中的残留奥氏体继续向马氏体转变,与淬火初始相比,其奥氏体转变速率要小得多.深冷处理后,铣刀中残留奥氏体含量明显降低,其含量在3％以下,但仍主要聚集在刀刃根部.模拟结果与XRD定量分析结果比较吻合,验证了数值模拟的准确性和可靠性.
关键词:
铣刀
,
深冷处理
,
残留奥氏体
,
数值模拟
谢尘
,
黎军顽
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封源
,
许茜
,
吴晓春
材料热处理学报
基于金属-热-力耦合理论,建立了C型环试样淬火和深冷处理的多物理场耦合数值模型,探讨了淬火和深冷处理过程中试样冷却行为和组织转变对其应力演变和分布的影响.研究表明:淬火和深冷处理过程中,由于C型环试样不同部位的冷却行为差异,导致温度变化和组织转变呈现非同时性.淬火和深冷处理后,试样残留奥氏体的含量分别为15.5％和2％左右,与实验测试结果吻合.在淬火过程中,试样等效应力变化曲线先后出现两个峰值,其中第一个应力峰值是由于试样心表温差引起的热应力所致,第二个应力峰值与试样心表组织转变的非同时性引起的组织应力密切相关;在深冷处理过程,试样心表温差和心表奥氏体体积分数差峰值出现的时间基本保持一致,且比淬火过程小两个数量级,导致试样的等效应力变化相比淬火过程要平缓得多.相比于淬火过程,深冷处理后试样残余应力的分布状态未发生明显改变,但试样的整体应力值有所下降,尤其是在缺口和最大壁厚附近残余应力得到释放.
关键词:
深冷处理
,
C型环
,
应力演变
,
残留奥氏体
,
数值模拟
杨卫东
,
章军
,
封源
,
王沛莹
,
黎军顽
上海金属
建立了不同偏心度C型环试样淬火和深冷处理过程的数值模型,探讨了偏心度对C型环试样淬火和深冷处理过程中组织和应力演变的影响.研究表明,在淬火过程中,偏心度越大,试样中残留奥氏体组织分布的不均匀性越明显.深冷处理后,试样中奥氏体分布的不均匀性得到显著改善,偏心度越小,改善效果越明显.深冷处理使试样中残留奥氏体含量减少了约14％.随着偏心度的减小,试样应力演变曲线上的应力峰值发生变化,影响应力峰值的主导因素由热应力转变为相变应力.相比淬火过程,深冷处理过程中的应力演变要平缓得多.无论是淬火还是深冷处理,试样的偏心度越小,其残余应力的分布越均匀.
关键词:
偏心度
,
C型环
,
深冷处理
,
残留奥氏体
,
残余应力
,
数值模拟
黎军顽
,
封源
,
吴晓春
机械工程材料
以自主开发的SDC99冷作模具钢C型环试样为研究对象,结合材料低温物性参数和由沸腾换热模型求解获得的沸腾换热系数,基于金属-热-力耦合理论建立了深冷处理的有限元模型,对C型环试样深冷处理进行数值模拟,研究了其温度场和组织场的演变特征.结果表明:深冷处理过程中,C型环试样缺口与中心部位的温度和冷却速率存在较大差异,尤其是冷却速率差异较大；深冷处理能有效减少残余奥氏体的含量,其体积分数由初始的15％减少到2.3％,同时马氏体的体积分数由85％提高至97.7％00;深冷处理后的残余奥氏体分布不均,主要聚集在试样的缺口附近；模拟结果与XRD试验测试结果非常吻合.
关键词:
深冷处理
,
有限元
,
C型环试样
,
冷作模具钢
