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《大连理工大学》 2007年
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多种常用钢在不同淬火介质中换热系数的测算

王伟佳  
【摘要】: 淬火介质的换热系被普遍认为是一个能够客观、直接地评价淬火介质冷却能力的参数,在计算机数值模拟的研究中,尤其是在对在瞬态温度场、组织场、热应力场的模拟计算中,换热系数又是一个必不可少的边界条件。换热系数的精确性能够直接影响到数值模拟的计算结果,此外,对工件淬火后性能预测的可靠性也同样有赖于淬火介质换热系数的准确性,所以对常用钢在不同淬火介质中换热系数的计算具有重要的实际意义。 本论文借助八种常用钢(42CrMo钢、GCr15钢、T8钢、20CrMnT钢i、65Mn钢、20CrMo钢、45钢和20钢)在淬火冷却实验中得到的冷却曲线,通过反传热方法计算得到了常用钢在不同淬火介质中的表面综合换热系数。论文在反传热计算过程中应用了有限差分方程和非线性估算法,并且考虑到相变潜热对瞬态温度场的影响,还借助等温转变曲线、Scheil叠加原理和等温转变动力学原理建立了连续冷却组织转变模型,耦合了相变过程对温度场的影响。 为了验证计算得到的常用钢在不同淬火介质中淬火冷却换热系数的准确性,本文利用大型有限元软件MSC.Marc作为模拟平台,建立了淬火过程二维非线性有限元模型,模拟淬火过程中的瞬态温度场,在模拟过程中以多种常用钢在不同淬火介质中的非线性表面综合换热系数为边界条件,同时耦合了相变过程的影响。最后本文对常用钢在不同淬火介质中冷却的瞬态温度场的模拟值和实验值进行了比较,结果表明:冷却过程二维瞬态温度场的模拟值与实验值吻合得较好,从而证明了计算得到的表面综合换热系数的合理性。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TG161

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