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《清华大学》 2002年
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45钢热处理过程组织转变量预测的试验研究

钱滨  
【摘要】: 通过优化工件的调质工艺以达到提高产品质量、增效降耗的目的是工业生产中十分关心的问题,建立能够定量分析工艺参数影响的数值模拟软件及相关数据库,具有重要的意义。 热处理过程存在着复杂的温度、组织转变、应力相互作用。组织转变伴随着物性变化和力学性能变化,同时还有相变潜热释放,这对工件冷却过程的温度场将产生很大的影响。在进行温度场和应力场的数值模拟时,组织转变量的计算至关重要。为了数值模拟计算的需要,本文以45钢为研究对象,着重研究了应力对珠光体组织相变动力学和相变塑性的影响,以及马氏体组织回火时的组织转变规律。 本文通过热模拟实验,测得了珠光体、马氏体、奥氏体等组织的较完整力学性能参数数据,包括线热膨胀系数、弹性模量、塑性模量和屈服强度等,为后续实验和数值模拟奠定了基础。 实验结果表明,外加载荷对珠光体组织转变有显著影响。当载荷增加时,转变孕育期减小,转变速度增加,相变塑性参数k也增加。本文建立了应力诱导珠光体转变的定量数学模型,修正了相变塑性的计算公式。数值模拟计算结果表明,珠光体组织转变量的计算值与实测值吻合较好。 在马氏体回火热处理过程中,即使在高速加热过程中马氏体也能发生回火组织转变。因此,必须充分考虑加热过程中的组织转变情况,才能准确的预测回火过程中的组织转变量。基于不同加热速度、保温温度和保温时间条件下回火过程的组织变化,本文利用回火参数建立了一种新的能比较准确、方便地预测回火转变量的动力学方程。数值模拟计算结果表明,马氏体回火组织转变量计算结果与实验结果吻合。 在上述研究的基础上,对外加载荷下马氏体回火过程的相变行为进行了初步的实验研究。在实验所加的载荷范围内,应力对组织转变进程和最大转变量的影响不显著,不考虑应力的作用对数值模拟计算不会产生很大的影响。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TG161

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【引证文献】
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