计算流体力学及其在热处理中的应用研究

计算流体力学是借助现代计算机技术求解描述流体运动、传热和传质的偏微分方程组,并对上述物理现象进行过程模拟的学科,其优点是能以较少的经费和在较短的时间内获得大量有价值的研究成果。目前,国内外都在研究将计算流体力学应用于热处理过程的模拟及设备的开发,譬如液体淬火、气体淬火、气体渗碳等。提高模拟精确度,对温度场、应力/应变场等进行耦合模拟应是今后CFD研究的重要方向。     

大型齿轮圈在淬火槽内淬火时介质流速场的模拟研究

依据实际生产用淬火油槽建立了三维湍流数学模型,应用大型商用计算流体力学软件Fluent6.2对齿圈在淬火槽中淬火时介质流速场进行了模拟.模拟结果显示,齿圈叠放在吊具上进行淬火时,下层齿圈易畸变;为防止畸变,要把易畸变或精度要求高的齿圈放在中上层并在工件串底部添加相应的保护装置.     

淬火槽介质流动对齿轮淬火畸变的影响

对淬火油槽加载圆盘齿轮淬火时的介质流速场进行了计算机模拟,依据流速场的模拟结果对特征点处的淬火烈度值分布来表征模拟结果的正确性;同时,提出了减少畸变的措施。通过对齿轮锥差变形量的对比分析,证明了保护措施的有效性。     

硝盐淬火介质的冷却特性

研究了含水量、搅拌速度和盐浴温度对55%KNO₃+45%NaNO₂硝盐介质冷却特性的影响。采用标准镍合金探头,测定了硝盐介质的冷却曲线。结果表明,随着含水量增大,介质在高温和低温阶段冷却速度均增大;搅拌速度主要对低温阶段的冷却速度有影响,提高搅拌速度,低温冷速随之增大;提高盐浴温度,对硝盐介质冷却能力影响不大,但使探头温度从850 ℃冷却至200 ℃的时间明显延长;含水量对硝盐介质冷却能力影响最为显著,其次是搅拌速度,最后是盐浴温度。     

热处理废气治理及环保标准

介绍了热处理行业废气的主要来源及废气排放的相关标准,提出了治理废气的方法。热处理废气应该严格按相关的环保标准进行处理,使废气排放达标。     

淬火槽内介质流场模拟及均流系统优化设计

本文应用FLUENT流体力学模拟软件模拟了生产用大型淬火槽内的流场分布,对不同均流系统结构下的流场分布情况做了对比研究,优化了均流系统结构,为淬火槽改进设计提供了技术依据.     

GCr15SiMn钢环体的真空热处理及畸变分析

对山形和槽形GCr15SiMn钢环体进行了同炉真空淬火和低温回火试验,并做了畸变统计。结果表明：两种钢环体硬度均匀,为58～62 HRC;但畸变趋势不同,其中山形钢环体内外径收缩畸变量大于椭圆度变化,最大收缩畸变量为-0.44 mm;而槽形钢环体内外径涨缩畸变和椭圆度均较明显,且内外径涨缩量为-0.34～+0.43 mm,椭圆度为0.20～0.50 mm。     

淬火冷却过程数值模拟的研究现状及展望

淬火冷却过程是淬火介质流场、温度场与工件温度场、组织场和应力/应变场相互耦合的复杂过程.本文概述了淬火冷却过程数值模拟的主要内容及其研究现状,并对存在的问题进行了评述,对未来发展的内容和重点研究方向进行了展望.     

淬火槽内介质流场的数字模拟

应用大型有限体积法软件Fluent6.2分别对空载和加载情况下淬火槽内介质流速场进行模拟计算.模拟结果显示,由于淬火槽内搅拌和均流系统的作用,空载时在中部和上部形成了大片的"有效淬火区",而在槽体底部则形成中心介质流速低、周边流速高的流场分布.加载后淬火槽内介质流场的变化显著.根据零件形状和夹具形式形成了完全不同的流场分布.因此,淬火槽均流装置要依据不同工件和夹具进行有差别的设计.而不能只考虑空载时槽内介质流速的均匀度.     

淬火槽加载工件前后介质流场的数字模拟

依据生产用淬火油槽建立了三维湍流数学模型,应用大型商用计算流体力学软件Fluent6．2对空载和加载三个盘状工件的淬火油槽介质流场进行模拟。模拟结果显示,空载时淬火槽介质的流速比较均匀,加载工件后淬火槽内介质流场变化显著;通过模拟发现,淬火槽结构对淬火介质的流场分布有显著的影响。另外,运用模拟结果可以优化工件的淬火过程。