特大型支承輥鍛后熱處理過(guò)程數(shù)值模擬及組織控制技術(shù).pdf

1、大型鍛件所要求的綜合力學(xué)性能都比較高，而這些指標(biāo)都是通過(guò)熱處理來(lái)獲得的。熱處理是保證鍛件內(nèi)部質(zhì)量、滿足性能要求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。利用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)大型鍛件淬火冷卻過(guò)程中的溫度場(chǎng)和組織場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，可以直觀的呈現(xiàn)整個(gè)冷卻過(guò)程中任意時(shí)刻任意位置的溫度分布和組織分布，對(duì)控制和保證大型鍛件的質(zhì)量有著及其重要的意義。
　　本文根據(jù)鋼的基本相比容大小關(guān)系，利用膨脹法在 Formastor-F全自動(dòng)相變測(cè)定儀上測(cè)得支承輥材料45Cr4NiMoV鋼的TT

2、T曲線。基于有限元法，建立淬火冷卻過(guò)程的非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型，該模型考慮了材料導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容等非線性熱物性參數(shù)的影響。把相變動(dòng)力學(xué)方程和孕育期疊加原理相結(jié)合，建立組織轉(zhuǎn)變的數(shù)學(xué)模型，把連續(xù)冷卻過(guò)程離散化，這樣對(duì)于每一個(gè)小的階梯都可以按照等溫轉(zhuǎn)變來(lái)處理。根據(jù)Avrami方程與Scheil疊加原理相結(jié)合的擴(kuò)散型相變動(dòng)力學(xué)模型，以及非擴(kuò)散型相變動(dòng)力學(xué)模型 K-M方程，利用有限元軟件 DEFORM的熱處理模塊，對(duì)3500mm爐卷軋機(jī)支承輥的熱

3、處理過(guò)程進(jìn)行了模擬，分析了支承輥熱處理過(guò)程中的溫度分布，預(yù)測(cè)了支承輥淬火過(guò)程中的組織分布。將田口穩(wěn)健設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)和有限元數(shù)值模擬技術(shù)相結(jié)合，并將他們應(yīng)用于大型支承輥淬火工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)中。以馬氏體含量50％處距表面的深度作為目標(biāo)特征值，以淬火方式、淬火溫度、冷卻時(shí)間和淬火介質(zhì)溫度為控制因素，淬火溫度測(cè)量波動(dòng)、工件轉(zhuǎn)移時(shí)間和車間溫度為噪聲因素，對(duì)支承輥的淬火工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)初始方案和優(yōu)化方案的模擬計(jì)算對(duì)比，可以看出馬氏體層深度有明顯的