熱處理零件組織性能分布的計算機預測及其結構設計.pdf

1、熱處理工藝對于提高材料性能的潛力,滿足機械零件在加工和使用過程中對性能的要求具有重要作用。長期以來,對零件熱處理后組織性能分布進行較為準確的計算機預測預報一直沒有得到很好解決。同時,零件淬火過程中內應力分布及變化情況極難測定,導致其結構優(yōu)化設計相對滯后?；诖?本文采用計算機數值模擬及仿真技術,對結構鋼零件熱處理后組織性能的分布情況進行預測預報及實驗驗證,并且基于淬火過程中應力分布的模擬實現了對淬火零件結構的優(yōu)化設計。
　　 首

2、先對熱處理過程中傳熱、相變及內應力等內容的有限元基本原理進行了理論分析論述,然后開發(fā)出一種零件熱處理后不同部位組織性能的計算機數值模擬預測預報系統(tǒng),通過合理選擇鋼的熱物性參數及熱處理過程中零件與環(huán)境的換熱系數,對幾種普通熱處理(水淬、油淬、正火、退火)和感應淬火工藝下零件的溫度場進行數值模擬,獲得零件各部位的冷卻速度,而后結合梅尼爾模型,可以實現對不同成分、不同結構零件熱處理后組織及含量、硬度、熱應力大小及分布較為準確的預測預報,并通過

3、實驗對模擬結果進行驗證,結果表明,該系統(tǒng)具有較高的可靠性。
　　 針對零件在淬火過程中內應力分布及變化情況較難測定的實際情況,本文基于零件熱處理過程中溫度場模擬結果的可靠性,建立了熱-應力-結構預測預報模型,對淬火零件的熱-應力場進行模擬仿真,實現了零件淬火過程中溫度-組織-應力三者之間的耦合,通過對零件淬火過程中最大應力分布、內應力變化情況的模擬預報,從而為淬火零件的結構優(yōu)化設計奠定了基礎,同時該模型對零件在淬火過程中變形、開