30CrMnSiNi2A螺紋件局部感應(yīng)回火工藝模擬研究.pdf

1、30CrMnSiNi2A超高強(qiáng)度鋼螺紋件在加工和熱處理過(guò)程中，易在螺紋部位形成應(yīng)力集中，需要對(duì)螺栓類制件的螺紋和退刀槽等部位進(jìn)行局部回火處理。工件局部回火處理中使用高頻感應(yīng)加熱取代落后的鉛浴回火工藝已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法確定30CrMnSiNi2A螺紋件感應(yīng)局部回火工藝參數(shù)，對(duì)于使用綠色環(huán)保、高效率的感應(yīng)加熱系統(tǒng)替代落后的傳統(tǒng)鉛浴回火工藝以及獲得高綜合使用性能的30CrMnSiNi2A螺紋件具有十分重要的意義。

2、
　　本文從30CrMnSiNi2A螺紋件感應(yīng)加熱過(guò)程電磁-溫度場(chǎng)數(shù)值模擬研究入手，建立了適合30CrMnSiNi2A螺紋件感應(yīng)加熱局部回火過(guò)程的數(shù)值計(jì)算模型，研究了各工藝參數(shù)對(duì)30CrMnSiNi2A鋼制件感應(yīng)加熱影響規(guī)律，并且進(jìn)行了30CrMnSiNi2A鋼小型螺紋類工件局部回火感應(yīng)線圈的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并結(jié)合感應(yīng)加熱工藝參數(shù)和30CrMnSiNi2A鋼材料組織性能之間的關(guān)系，最終確定了30CrMnSiNi2A鋼螺紋類工件感應(yīng)局部回

3、火的工藝參數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，得出以下結(jié)論：
　　(1)30CrMnSiNi2A鋼工件感應(yīng)加熱建模分析，包括實(shí)體模型的建立，30CrMnSiNi2A材料的熱物性參數(shù)模型，實(shí)體模型的網(wǎng)格劃分，邊界載荷條件的設(shè)置以及加載求解。數(shù)值模擬結(jié)果和實(shí)際測(cè)量結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)，數(shù)值模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相近，對(duì)實(shí)際操作具有一定的指導(dǎo)意義。
　　(2)感應(yīng)加熱過(guò)程中，工件表面溫度迅速達(dá)到相變溫度，在相變點(diǎn)維持一段穩(wěn)定后工件的溫度曲線呈現(xiàn)不同的趨勢(shì)；電流

4、密度值正相關(guān)于感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度值大小，從而直接影響最終加熱溫度；電流頻率會(huì)影響材料的透入深度，進(jìn)而影響軸件感應(yīng)加熱后的心表溫差。高頻率能在極短時(shí)間內(nèi)迅速提高材料表面溫度，同時(shí)提高熱效率，但高頻階段頻率的增大產(chǎn)生影響越來(lái)越不明顯，故而頻率選擇需要綜合考慮；線圈厚度對(duì)感應(yīng)溫度的影響同電流密度相同，線圈壁厚的設(shè)計(jì)主要從感應(yīng)器的功率損耗和經(jīng)濟(jì)方面考慮。
　　(3)進(jìn)行30CrMnSiNi2A螺紋件局部回火感應(yīng)線圈進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到的優(yōu)化線圈

5、為：感應(yīng)線圈截面為矩形，矩形截面尺寸12×6 mm，線圈壁厚為1 mm，線圈內(nèi)徑為φ20 mm，匝數(shù)為2，線圈1的位置因素ι1為34.5 mm，線圈2的位置因素ι2為64 mm，兩線圈的間距為5.5 mm。
　　(4)30CrMnSiNi2A鋼材料組織性能與感應(yīng)加熱工藝參數(shù)關(guān)系研究結(jié)果表明：鉛浴回火和感應(yīng)回火式樣基體組織形貌基本一致，其組織都是保持著回火馬氏體的板條形貌，且板條上存在著碳化物析出，這為感應(yīng)局部回火代替鉛浴回火提供了