装甲防护厚板淬火过程形状畸变的预测

利用装甲钢的实测物性参数及淬火过程数值模拟平台NSSQ,建立了某型号装甲防护厚板淬火过程的计算模型.该模型考虑了装甲防护厚板的实际淬火工艺,采用1/2对称模型进行简化.材料本构考虑了热变形、相变变形、经典弹塑性变形、相变塑性等效应.厚板水淬过程采用了实测的换热系数.各特征点淬火后变形量的模拟值与实测值基本吻合.对淬火过程变形温度、等效应力、等效应变及变形演化的分析,结果表明,装甲加热阶段的变形主要为均匀胀大变形,冷却阶段由于冷却速度的不均匀性,凹槽的存在对淬火变形的不均匀程度影响显著.     

辊压式淬火机上淬火钢板的板形控制

探讨了在辊压式淬火机上钢板的淬火变形量与淬火水压、淬火辊道转速之间的关系。通过选择适宜的工艺参数可减少淬火板的变形量。     

用回火方法控制35CrMo钢轴热处理畸变

如何对大截面尺寸轴在热处理过程中的畸变进行控制 ,或者是在缺少必要的校直设备的条件下实现轴的畸变控制 ,是热处理生产中的突出问题。尺寸为2 5 0mm× 2 5 10mm的 35CrMo钢轴 ,要求硬度为 2 35～ 2 6 9HBS ,畸变量要求≤ 4mm。在 90kW井式炉内进行淬火加热 ,淬火温度 85 0℃ ,冷却介质为水。回火加热在 32 0kW台车式电阻炉内进行 ,回火温度 6 30～6 6 0℃ ,空冷。对淬火后的轴进行检查 ,在轴上标识出畸变方向和畸变量 ,回火时随意把轴摆放在台车式电阻炉内 ,回火后再对轴进行检查 ,结果发现凸点朝上摆放的轴的畸变减小了 ,凸点朝下…     

超声波淬火在30CrMnTi钢耳轴热处理中的应用

对30CrMnTi钢耳轴的超声波淬火工艺进行了研究,并对耳轴的显微组织和力学性能进行了分析。结果表明,耳轴的表面硬度和裂纹形成概率随着超声波涡流压力的升高而增加,而冲击性能和弯曲畸变量随着涡流压力的升高而下降,在3 MPa的涡流压力下,耳轴在20号机械油中的冷却特性接近于水淬,此时耳轴的淬硬层深为24 mm,显微组织是板条状马氏体。     

无缝钢管热处理弯曲畸变的控制

Cr-Mn或Cr-Mo-V低合金钢无缝钢管要进行调质处理,但淬火时会产生过大的弯曲畸变。通过严格控制钢管淬火的加热和冷却均匀性,钢管淬火时的转动速度、悬出端长度、冷却水量,采用6斜辊矫直钢管过程中的矫直辊的角度、挠度、压力等工艺参数,以及采用内外表面分步冷却的工艺,可使无缝钢管离端部1.5 m长度的弯曲畸变量减小到2.0 mm以下,全长弯曲畸变量减小到长度的0.06%以下。     

17CrNiMo6钢大型重载内齿圈渗碳淬火畸变控制

从工艺和工装方面,对合理控制内齿圈畸变进行了研究。结果表明,在渗碳前去应力退火,渗碳时采取阶梯升温并严格控制升温速度60℃/h左右,淬火时使用内撑式工装并适当降低渗碳淬火温度和提高淬火介质温度,可以在很大程度上减小内齿圈畸变,将其椭圆度和锥度的畸变量控制到0.54 mm和0.40 mm,畸变率为0.036%和0.027%。     

轴承套圈贝氏体淬火仿真与试验分析

采用有限元仿真和试验方法分析贝氏体等温淬火工艺对GCr15钢轴承套圈畸变和断裂韧性的影响。采用Deform-3D软件对轴承套圈贝氏体淬火工艺进行数值模拟。以圆柱滚子轴承NJ308为研究对象,仿真热处理后最大直径畸变量为0.08 mm,与试验结果对比,仿真误差14%。采用热处理工艺试验,测量贝氏体淬火后轴承直径畸变量为0.07 mm。对比测量分析常规马氏体淬火和贝氏体淬火后的畸变大小,贝氏体热处理后直径畸变极差小,更为均匀,有利于后续的磨削加工。通过断裂试验对比分析,常规的马氏体淬回火工艺断裂强度为113.3 kN,贝氏体等温淬火处理后的断裂强度为152.7 kN,断裂强度显著提升。     

离合器钢片碳氮共渗淬火后变形的优化研究

以某离合器钢片为研究对象,分析了钢片直径与其淬火后变形量之间的关系,得出不同直径的钢片经淬火后的变形呈现双曲抛物面形状,而且变形量随着钢片直径的增大而增加.利用ANSYS有限元软件对钢片淬火过程的温度场进行数值模拟,得出钢片淬火变形的直接原因为温度场分布不均匀,其诱因为限位弹簧窗口的"L"型结构.此外,对钢片碳氮共渗淬火后的变形工艺进行优化并对其进行试验验证,结果表明,采用窗口开过渡圆孔+开工艺孔+降低淬火温度+升高油温的工艺方法,可以将钢片淬火后的最大变形量由优化前的5.7 mm降至优化后的1.1 mm,从而更好地指导企业的实际生产.     

A-100钢复杂连接件热处理畸变数值模拟及控制

采用SYSWELD软件对A-100钢复杂连接件进行了有限元建模,对其在无刚性约束条件下淬火过程中温度场和形变进行了模拟仿真,并对模拟结果进行了试验验证。温度场结果表明:冷却0.13 s时温度分布均匀,零件表面温度在820 ℃左右;冷却5~60 s时,零件表面的温度分布极为不均匀,零件头部型腔的棱角处温度较低,而位于底部的支臂与翼面连接处温度较高;而当冷却时间延长至160 s左右时,零件的整体温度已降至60 ℃以下。形变场结果表明:当冷却时间为0.5~10 s时,翼面远离加强筋部位产生较大淬火畸变,顶端棱角处畸变达3 mm;冷却到600 s时,最大畸变量减小至0.65 mm。根据畸变模拟结果设计了专用淬火工装,校形率达到70%左右。     

精轧螺纹钢筋感应淬火变形控制

分析了连续感应调质工艺对大直径精轧螺纹钢筋性能的影响,并对其在热处理工艺过程中产生弯曲变形的问题进行了研究,提出了在保证获得高强或超高强度的同时减小淬火变形的方法和措施.通过试验测得不同流量和喷水角度下的温度变化曲线,应用反传热法对表面传热系数进行了计算.使用有限元方法模拟感应加热和淬火过程,得到工件变形与换热条件的关系,进而选定合理的喷淬压力、流量和分布状态.结果表明,通过调整淬火设备喷头的合理喷淬压力和流量,可以在保证获得高强度的同时减小精轧螺纹钢筋的变形量,并在生产实践中取得了很好的应用.     

7075铝合金异形板淬火过程有限元仿真

采用ABAQUS软件针对7075铝合金异形板进行三维建模与淬火过程仿真计算,通过对ABAQUS软件进行二次开发,研究了淬火介质、淬入方向与淬入速度对7075异形板残余应力与淬火畸变的影响规律。仿真结果表明,与水淬相比采用10%浓度的UCON淬火液可减少残余应力50.1%;淬入方向与异形板平面垂直时残余应力最小,且淬火畸变与淬入方向存在一定的相关性;对比数据表明,在一定范围内冷却速度越快,残余应力明显减小。     

60 mm厚Q550D 钢板在线淬火韧性提升的研究

针对在线淬火厚规格高强钢板韧性提升问题,对比分析了在线淬火工艺与离线淬火工艺的差异;根据某产线在线淬火的工艺特点,建立了水冷模拟仿真模型,得到了60 mm厚Q550D钢板在线淬火过程中的温度场;根据实际的冷速,对钢板化学成分进行了优化设计,即提高碳当量,并添加Mo、Cr等强淬透性元素,以此提高材料的淬透性,在现有的冷却速率条件下得到以马氏体为主的组织,其回火后组织使钢板强韧性匹配良好,韧性明显改善,能够满足60 mm特厚调质高强钢板的性能要求。     

基于多场耦合模拟的齿毂高压气淬工艺设计

针对20CrMnTi齿毂高压气淬工艺设计的需求,建立了一套流场-温度场-组织场-应力应变场耦合模拟体系,能够实现对淬火气流与工件的同步耦合计算。利用该体系模拟了不同淬火气压和进气方式下的齿毂高压气淬过程,分析了不同工艺方案下齿毂的组织成分、硬度以及畸变,确定了2.0 MPa、下方单向进气的工艺方案,模拟结果满足齿毂性能要求。     

大型渗碳齿圈淬火畸变及控制

大型齿圈渗碳后淬火时会发生较大的畸变。通过合理的设计和机加工与热处理工艺的配合,采用正确的矫正方法及硝盐淬火,可以将渗碳、淬火的大型齿圈的椭圆畸变量控制在2 mm以内,翘曲量及锥度畸变量控制在1 mm以内,且提高了齿圈的承载能力和使用寿命。     

控制畸变的模压淬火技术与装备

针对淬火过程的畸变问题,介绍了一种有效控制畸变的模压淬火技术与装备。通过控制作用力大小、周期与方式,调整淬火模具的结构与尺寸,控制冷却液的流量、流态及流向等,控制畸变过程,减小工件的畸变,在满足淬火要求的前提下,把模具与机床组合为一体,提供实现淬火过程的模压淬火工艺装备,在保证硬度和金相要求的同时,保持淬火工件的一致性,把淬火质量控制在最佳水平,并付诸工业应用,综合降低了淬火畸变。     

45Mn2V锯片钢相变规律及热处理工艺研究

针对当前锯片用钢油淬工艺污染空气、成本较高等缺点,开发了其水淬工艺。以实际工业生产的15.3 mm厚45Mn2V锯片用钢板为研究对象,结合热模拟试验,对试验钢相变过程进行了研究。同时,结合实验室模拟和工业水淬试验,并与工业油淬进行对比,研究了45Mn2V钢板水淬条件下组织和性能变化。结果表明:采用w(C)=0.43%~0.46%、w(Mn)=1.45%~1.60%、w(V)=0.040%~0.055% 的化学成分设计,热模拟条件下45Mn2V 钢Ac₁=728 ℃、Ac₃=774 ℃、Ar₃=685 ℃、Ar₁=633 ℃,Ms=272 ℃。当冷速不大于3 ℃/s时,试验钢板组织类型为先析铁素体+珠光体;随着冷速的增加,先析铁素体含量减少,珠光体片层间距逐渐变小,向索氏体及屈氏体组织转变;冷速不小于30 ℃/s时,基本得到全马氏体组织。随水淬温度由770 ℃提升至850 ℃,钢板硬度由55.4HRC增加至63.8HRC;回火后钢板硬度变化趋势与淬火态类似,硬度为25.4HRC~-29.3HRC;不同淬火温度下,钢板20 ℃冲击功均在30 J以下;随着淬火温度的升高,钢板冲击韧性逐渐降低;不同温度淬火并经580 ℃回火后,钢板冲击韧性大幅提高。工业生产表明:采用820 ℃水淬+580 ℃回火工艺与850 ℃油淬+550 ℃回火处理的钢板,组织均为回火索氏体,但前者残余奥氏体含量略微增加;力学性能方面,前者强度和硬度略微降低,但冲击韧性更加优异。     

钢的淬火冷却与淬火介质的选用

采用水基单介质或马氏体等温分级淬火油淬火可使钢件获得优良的性能,并明显减小淬火畸变和开裂倾向。聚合物水溶性淬火剂应按照钢件的淬透性、工件质量、形状和工件的技术性能要求等作合理的选择。马氏体等温分级淬火油适用于中等和高淬透性合金钢件的淬火冷却,可用于开式槽、闭式槽或密封箱式炉中的淬火槽等场合。     

20Cr2Ni4A钢制内环工艺改进

针对液力变矩器的20Cr2Ni4A钢制内环经渗碳淬火后圆盖板翘曲度过大导致无法满足机加工要求这一问题,采用有限元方法模拟了装炉方式和在圆盖板上下端增加机加余量对内环渗碳淬火过程的应力场和变形场的影响,并进行了试验验证。结果表明,装炉方式和增加机加工余量对内环渗碳淬火过程应力场和变形场的影响很大,采用4种装炉方式进行淬火后内环的最大变形量按从大到小依次为长轴竖放、短轴竖放、吊放、横放。采用吊放装炉能使?215 mm薄壁处平面翘曲变形有效减小至0.29 mm,横放装炉翘曲度能控制到0.21 mm。当圆盖板上端机加工余量增厚至11 mm时,翘曲度能控制到0.19 mm。综合生产效率和成本,宜选用横放装炉生产。     

BSW T15钢的真空热处理

利用真空淬火回火设备、洛氏硬度计及扫描电镜,研究了淬火温度和回火温度对BSW T15钢真空高温淬火后性能的影响,并分析了BSW T15钢高温淬火时开裂的原因。结果表明,淬火温度从1200 ℃降低10 ℃后,表面硬度保持在62.5～64.5 HRC范围内,畸变量减小且有效防止了淬火开裂;采用合适的回火温度、合理的工装方式及优化的工艺,畸变量降低至0.15 mm, BSW T15钢的热处理工艺指标均满足工艺要求。