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感应淬火工艺参数优化和组织硬度分布预测

张根元 , 奚小青 , 张维颖

材料热处理学报

基于ANSYS模拟S45C轴的感应淬火过程,提出了感应淬火工艺的电流密度J8、电流频率f、加热时间t和一定水压下喷水冷却时间t1等参数的确定方法,在其工艺参数优化基础上预测了感应淬火的组织和硬度分布,并将模拟结果与采用Carsi组织预测修正模型的计算结果及实测组织硬度结果对比分析,结果表明预测工艺参数、组织和硬度的方法可行;同时考虑感应淬火冷却过程的换热系数h变化对计算组织和硬度分布影响.

关键词: 感应淬火 , 工艺参数 , 组织 , 硬度 , 数值模拟

50CrMo4钢感应淬火微观组织和磨损机制

王伟 , 崔洪芝 , 王泽宁 , 孙金全 , 李保民

材料热处理学报

通过对50CrMo4(德国)滚珠丝杠钢表面感应淬火,低温下回火处理,分析了淬火硬化层的物相、显微组织、断口形态、显微硬度等,计算了淬硬层残留奥氏体含量,探讨了在往复直线干摩擦条件下及不同载荷条件下的磨损特性.结果表明,感应淬火处理后,50CrMo4钢淬硬层的硬度由250 HV提高到700 HV,淬硬层组织主要为细小的回火马氏体,从表层到心部的断口形态分别为沿晶断裂、韧窝+穿晶混合断裂,韧性断裂.随着磨损载荷的增大,材料的摩擦系数逐渐降低.低载荷下材料磨损表面存在明显的犁沟,磨损机制为磨粒磨损;随着载荷的增加,磨损表面开始出现剥落凹坑,且剥落凹坑的数量增多;高载荷下磨损表面存在犁沟和明显的剥落凹坑,磨损机制为磨粒磨损和剥层磨损.

关键词: 感应淬火 , 马氏体 , 磨损 , 滚珠丝杠

感应淬火工艺参数对GCr15钢淬硬层的影响

刘江 , 陈锋 , 余新泉

机械工程材料

针对轧辊表面淬硬层深度大、表层具有细小马氏体组织的要求,采用数控淬火机床、显微镜、硬度仪等研究了感应淬火工艺参数对GCr15钢表面淬硬层的影响.结果表明:对淬硬层组织和性能影响较大的是加热功速比,而冷却水流量的影响不大;随着加热功速比的增大,淬硬层深度增加,但奥氏体晶粒和马氏体尺寸随之增大;试样截面的硬度曲线总体呈梯度下降分布,在离表面3 mm处存在一个峰值;预热功速比也是调整淬硬层深度的一个参考因素,增大预热功速比,淬硬层深度也会相应增大.

关键词: GCr15钢 , 感应淬火 , 功速比 , 淬硬层

55CrMo钢的奥氏体化相变动力学

贺连芳 , 李辉平 , 盖康 , 张春芝 , 李木森

材料热处理学报

为了利用数值模拟技术计算感应加热过程中丝杠的奥氏体化情况,利用Gleeble1500D热模拟试验机,测试了55CrMo钢试样在升温速率为0.05 ~-50 K/s时的膨胀曲线,得到了它的奥氏体化温度与加热速率的关系.根据相变膨胀曲线,利用杠杆定律得到了奥氏体转变量与温度的关系,并对非等温相变Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程中的动力学参数进行了线性回归分析,得到了JMA相变动力学模型.利用数值模拟技术,计算了丝杠在感应加热时的奥氏体化情况和淬火后的硬度曲线,并与实验结果进行对比.结果表明,模拟结果与实验结果吻合得较好,所得到的JMA方程能较好地描述55CrMo钢的奥氏体化过程.

关键词: 相变动力学 , JMA方程 , 数值模拟 , 感应淬火

汽车半轴中频感应淬火的质量实时控制

李洪涛 , 杨东

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2005.01.010

利用RAYTEK红外测温仪测量了汽车半轴中频感应淬火时不同电参数情况下的表面温升曲线.并对有效硬化层深、过渡区层深、表面硬度变化以及金相组织进行了研究.得到了性能随电参数变化的规律.把所有金相以及硬度和层深分布都合格的样品与淬火时实时测量的表面温升曲线相对应,得到了质量合格区.从而实现了用测温仪在线实时控制,当温升曲线进入合格区时即可停止加热并立即淬火.

关键词: 汽车半轴 , 感应淬火 , 工艺参数 , 组织性能 , 质量控制

超细晶1.73C超高碳钢的组织和性能

张占领 , 柳永宁 , 朱杰武 , 于光

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2006.04.014

将1.73C%超高碳钢(UHCS-1.73C)的钢锭经过低应变、多道次锻造,加热淬火、高温回火后得到超细晶粒、球状碳化物组织,再进行循环感应热处理,得到超细晶粒马氏体基体上分布超细球状碳化物的组织,研究其组织和性能与循环感应热处理之间的关系.结果表明,随着感应加热淬火循环次数增加,组织中出现板条马氏体且数量增加,马氏体片变短、钝化,碳化物颗粒更圆整,压缩屈服强度升高,塑性增大.循环感应淬火4次后(不回火)屈服强度1105 MPa,断裂强度1992 MPa,压缩率9.8%.

关键词: 金属材料 , 超高碳钢 , 感应淬火 , 超细晶 , 力学性能

低合金钢感应淬火温度场模拟与优化

朱志明 , 柴锋 , 梁丰瑞 , 苏航 , 徐昭辰 , 鲁晓刚

钢铁研究学报 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160157

船用低合金钢10CrNiMo感应快速加热时温度分布不均匀导致淬火后组织性能不均匀是其感应淬火工艺的难点。通过运用有限元方法模拟无预热采用单级线圈直接加热(方案一)和有预热改用两级线圈加热(方案二)2种工艺方案下移动低合金钢感应加热淬火的温度场。结果显示:方案二工艺条件下棒材出线圈时心部和表面的瞬时温差很小且温度场分布均匀。同时在方案二的工艺条件下进行感应加热淬火处理实验。实验结果显示:实验钢温度的实测值与模拟结果吻合性较好,其力学性能也满足服役条件。验证了有限元仿真的可行性,为船用低合金钢感应加热淬火处理提供了可靠的工艺参数。

关键词: 低合金钢 , 感应淬火 , 有限元模拟 , 温度场

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