中高碳低合金鋼磨球淬火質(zhì)量效應(yīng)的研究.pdf

1、本文對(duì)磨球在球坐標(biāo)系下的傳熱方程進(jìn)行了有限差分，結(jié)合磨球淬火過程的邊界條件，采用能量守恒原理和有限容積法對(duì)邊界條件列出了差分格式。在此基礎(chǔ)上，利用Matlab軟件對(duì)磨球水中淬火冷卻過程溫度場(chǎng)進(jìn)行了編程計(jì)算，并進(jìn)行了直徑為120mm的60Mn磨球水中淬火后表面返升溫度測(cè)定的試驗(yàn)，證實(shí)了隱式差分計(jì)算方法和各種熱物性參數(shù)選擇方法的合理性。在此基礎(chǔ)上對(duì)不同直徑B2、60Mn磨球的淬火過程溫度場(chǎng)變化以及平均冷卻速度進(jìn)行了計(jì)算，對(duì)其淬火質(zhì)量效應(yīng)進(jìn)行

2、研究。對(duì)不同直徑的B2磨球進(jìn)行了水淬試驗(yàn)，將B2磨球試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。對(duì)60Mn和B2磨球淬火質(zhì)量效應(yīng)影響因素進(jìn)行了研究，進(jìn)一步地，對(duì)大直徑中高碳低合金鋼磨球淬火質(zhì)量效應(yīng)進(jìn)行了分析和討論，對(duì)典型的中高碳低合金鋼磨球用鋼（B6）140mm磨球進(jìn)行了試驗(yàn)研究。
　　結(jié)果表明，不同直徑中高碳低合金鋼磨球水中淬火冷卻規(guī)律均呈現(xiàn)自表面10mm厚度范圍內(nèi)，冷卻速度很高，并隨深度的增加冷卻速度急劇降低，深度大于10mm后，冷卻速

3、度的下降速度有所減緩，隨著深度不斷增加，冷卻速度將達(dá)到一穩(wěn)定數(shù)值，該穩(wěn)定數(shù)值隨磨球直徑的增大而減小，所對(duì)應(yīng)的磨球深度隨磨球直徑的增大而增大。60Mn和B2磨球的淬火質(zhì)量效應(yīng)變化規(guī)律類似，磨球存在一全馬氏體臨界直徑DL，磨球直徑D小于DL，淬火質(zhì)量效應(yīng)系數(shù)qe=0，且DLB2>DL60Mn；直徑大于DL，qe迅速增大并隨著直徑D的增大qe增大速率降低；當(dāng)磨球直徑大于DLB2時(shí)，qe60Mn>qeB2。不同直徑B2磨球水淬試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果

4、符合較好。
　　對(duì)于60Mn磨球，磨球淬火溫度對(duì)磨球內(nèi)部的冷卻速度的穩(wěn)定值有一定影響，該穩(wěn)定值隨著淬火溫度的升高而提高，因而馬氏體臨界直徑DL有所增大，但增大幅度不大，當(dāng)磨球直徑D處于此變化范圍時(shí)，淬火溫度對(duì)磨球淬火質(zhì)量效應(yīng)系數(shù)qe影響顯著；當(dāng)D遠(yuǎn)大于DL時(shí)，不同淬火溫度對(duì)qe影響很小。淬火介質(zhì)分別為油和水時(shí)，B2磨球水中馬氏體臨界直徑DLw大于油中馬氏體臨界直徑DLo，當(dāng)磨球直徑D大于DLw時(shí)，油中淬火質(zhì)量效應(yīng)系數(shù)qeo大于水中