孙建亮
,
邱丑武
,
彭艳
,
董志奎
,
常荣伟
钢铁
doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160104
基于ANSYS和ANSOFT Maxwell软件建立了大型筒节感应加热正火过程的电磁-热耦合模型.针对感应加热过程尖角效应问题,提出了3种解决方案:将矩形线圈改为工型线圈;筒节端部焊接热处理环;筒节端部焊接热处理环,同时在线圈端部添加导磁体.对不同方案的温度场和应力场进行了模拟,模拟研究结果表明,采用矩形线圈对筒节感应加热时,筒节端部会因尖角效应和端部磁力线过密而出现过热甚至过烧问题;采用工型线圈,能一定程度削弱尖角效应,但在加热结束时会导致筒节端部温度不足;焊接热处理环是除去尖角效应的有效办法,但并不能解决筒节端部温度过高的现象;在筒节端部焊接热处理环,同时在端部线圈处添加导磁体,不仅能去除尖角效应,且整体加热效果较好,热应力也在筒节材料能承受的范围之内.
关键词:
大型筒节
,
感应加热
,
FEM
,
尖角效应
,
线圈结构设计
王实
,
孙建亮
,
彭艳
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董志奎
,
邱丑武
材料热处理学报
在Gleeble-3800热模拟试验机上通过高温等温压缩试验研究了20MND5钢在应变速率为0.001～10 s-1、变形温度为950～ 1150℃的热变形行为及组织转变,研究了变形工艺对20MND5钢的热变形流动应力的影响规律,建立了其热变形本构方程.结果表明:在应变速率为0.001～0.1 s-1时,20MND5钢的高温流变应力主要以动态再结晶软化机制为特征.在应变速率为1.0～10 s-1时,真应力随应变量的增大而增大,但当应变速率为1.0 s-1,变形温度达到1150℃时,发生明显的动态再结晶.综合考虑应变速率和变形温度对材料组织性能的影响,建立了基于本构方程的20MND5钢的热加工图,并确定了该钢的热变形流变失稳区及热变形过程的最佳工艺参数.分析讨论了不同区域的20MND5钢的高温变形特征,确定了20MND5钢在低温、中温及高温变形时,宜控制的应变速率及其应变量.
关键词:
20MND5钢
,
本构方程
,
热加工图
,
动态再结晶
